A hőmennyiség. Egy anyag fajlagos hőkapacitása

A fizika és a termikus jelenségek meglehetősen kiterjedt rész, amelyet alaposan tanulmányoznak az iskolai kurzusban. Végül, de nem utolsósorban ez az elmélet meghatározott mennyiségek. Ezek közül az első a fajlagos hőkapacitás.

A „specifikus” szó értelmezésére azonban általában nem fordítanak kellő figyelmet. A tanulók egyszerűen megjegyzik, mint adott. És mit jelent?

Ha belenéz Ozhegov szótárába, azt olvashatja, hogy egy ilyen érték arányként van definiálva. Sőt, tömegre, térfogatra vagy energiára is végrehajtható. Mindezeket a mennyiségeket szükségszerűen egységgel kell egyenlőnek tekinteni. A fajlagos hőkapacitásban megadott mihez való viszonya?

A tömeg és a hőmérséklet szorzatához. Sőt, értéküknek szükségszerűen egynek kell lennie. Vagyis az osztó az 1-et fogja tartalmazni, de mérete a kilogramm és a Celsius-fok kombinációja. Ezt figyelembe kell venni a fajlagos hőkapacitás definíciójának kialakításakor, amelyet kicsit lejjebb adnak. Van egy képlet is, amiből látható, hogy ez a két mennyiség benne van a nevezőben.

Ami?

Egy anyag fajlagos hőkapacitása abban a pillanatban kerül bevezetésre, amikor a melegítési helyzetet figyelembe vesszük. Enélkül nem lehet tudni, hogy mennyi hőt (vagy energiát) kell fordítani erre a folyamatra. És akkor is számítsa ki az értékét, amikor a test lehűlt. Egyébként ez a két hőmennyiség modulusban egyenlő egymással. De van különböző jelek. Tehát az első esetben pozitív, mert az energiát el kell költeni, és az átkerül a szervezetbe. A második hűtési helyzet ad negatív szám, mert hő szabadul fel, és a szervezet belső energiája csökken.

Ezt jelöljük fizikai mennyiség latin betű c. Egy kilogramm anyag egy fokkal történő felmelegítéséhez szükséges bizonyos hőmennyiség. Az iskolai fizika során ez a fokozat a Celsius-skála szerinti fokozat.

Hogyan kell számolni?

Ha tudni szeretné, mi a fajlagos hőkapacitás, a képlet így néz ki:

c \u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), ahol Q a hőmennyiség, m az anyag tömege, t 2 az a hőmérséklet, amelyet a test a hőátadás eredményeként elért, t 1 az anyag kezdeti hőmérséklete. Ez a képlet #1.

E képlet alapján ennek a mennyiségnek a mértékegysége a nemzetközi mértékegységrendszerben (SI) J / (kg * ºС).

Hogyan találhatunk más mennyiségeket ebből az egyenletből?

Először is a hőmennyiség. A képlet így fog kinézni: Q \u003d c * m * (t 2 - t 1). Csak ebben kell az SI-ben szereplő mértékegységekben szereplő értékeket helyettesíteni. Vagyis a tömeg kilogrammban, a hőmérséklet Celsius-fokban van megadva. Ez a 2-es képlet.

Másodszor, egy anyag tömege, amely lehűl vagy felmelegszik. A képlet a következő lesz: m \u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). Ez a 3-as számú képlet.

Harmadszor, a hőmérséklet változása Δt \u003d t 2 - t 1 \u003d (Q / c * m). A "Δ" jelet "delta"-ként értelmezzük, és a nagyságrend változását jelöli, ebben az esetben a hőmérsékletet. A 4-es képlet.

Negyedszer, az anyag kezdeti és végső hőmérséklete. Az anyag melegítésére érvényes képletek így néznek ki: t 1 \u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 + (Q / c * m). Ezeknek a képleteknek 5-ös és 6-os számuk van. Ha a feladatban kérdéses az anyag hűtésével kapcsolatban, akkor a képletek a következők: t 1 \u003d t 2 + (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 - (Q / c * m). Ezeknek a képleteknek 7-es és 8-as számai vannak.

Milyen jelentései lehetnek?

Kísérletileg megállapították, hogy milyen értékei vannak az egyes anyagok esetében. Ezért egy speciális fajlagos hőkapacitás táblázat készült. Leggyakrabban normál körülmények között érvényes adatokat ad meg.

Mi a laboratóriumi munka a fajhő mérésével kapcsolatban?

Az iskolai fizika tanfolyamon szilárd testre határozzák meg. Ezen túlmenően a hőkapacitást az ismert kapacitással való összehasonlítással számítják ki. Ezt a legegyszerűbben vízzel lehet megtenni.

A munkavégzés során meg kell mérni a víz és a felmelegített szilárd anyag kezdeti hőmérsékletét. Ezután engedje le a folyadékba, és várja meg a termikus egyensúly elérését. A teljes kísérlet kaloriméterben történik, így az energiaveszteség elhanyagolható.

Ezután fel kell írni a képletet arra vonatkozóan, hogy mennyi hőt kap a víz, amikor szilárd testből melegítik. A második kifejezés azt az energiát írja le, amelyet a test ad le, amikor lehűl. Ez a két érték egyenlő. Matematikai számításokkal meg kell határozni a szilárd testet alkotó anyag fajlagos hőkapacitását.

Leggyakrabban azt javasolják, hogy összehasonlítsák táblázatos értékekkel, hogy megpróbálják kitalálni, milyen anyagból áll a vizsgált test.

1. feladat

Állapot. A fém hőmérséklete 20 és 24 Celsius fok között változik. Ugyanakkor belső energiája 152 J-el nőtt. Mekkora a fém fajlagos hőkapacitása, ha tömege 100 gramm?

Megoldás. A válasz megtalálásához az 1. szám alá írt képletet kell használnia. A számításokhoz szükséges összes mennyiség rendelkezésre áll. Csak először át kell konvertálnia a tömeget kilogrammokra, különben rossz lesz a válasz. Mert minden mennyiségnek az SI-ben elfogadottnak kell lennie.

Egy kilogrammban 1000 gramm van. Tehát 100 grammot el kell osztani 1000-rel, 0,1 kilogrammot kapsz.

Az összes érték helyettesítése a következő kifejezést adja: c \u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). A számítások nem különösebben bonyolultak. Az összes művelet eredménye a 380-as szám.

Válasz: c \u003d 380 J / (kg * ºС).

2. feladat

Állapot. Határozza meg azt a végső hőmérsékletet, amelyre az 5 liter térfogatú víz lehűl, ha 100 ºС-ra vették, és 1680 kJ hőt bocsátanak ki a környezetbe.

Megoldás.Érdemes azzal kezdeni, hogy az energiát nem rendszerszintű egységben adják meg. A kilojoule-t át kell váltani joule-ra: 1680 kJ = 1680000 J.

A válasz megtalálásához a 8-as képletet kell használni. A tömeg azonban megjelenik benne, és a feladatban ismeretlen. De tekintettel a folyadék térfogatára. Tehát használhatja az m \u003d ρ * V képletet. A víz sűrűsége 1000 kg / m 3. De itt a térfogatot köbméterben kell helyettesíteni. A literből való átszámításhoz el kell osztani 1000-rel. Így a víz térfogata 0,005 m 3.

Az értékeket a tömegképletbe behelyettesítve a következő kifejezést kapjuk: 1000 * 0,005 = 5 kg. Meg kell néznie a fajlagos hőkapacitást a táblázatban. Most továbbléphet a 8-as képletre: t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Az első műveletnek a szorzást kell végrehajtania: 4200 * 5. Az eredmény 21000. A második az osztás. 1680000: 21000 = 80. Utolsó kivonás: 100 - 80 = 20.

Válasz. t 2 \u003d 20 ºС.

3. feladat

Állapot. Van egy 100 g tömegű vegyszeres főzőpohár, amelybe 50 g vizet öntünk. A víz kezdeti hőmérséklete egy pohárral 0 Celsius fok. Mennyi hő szükséges a víz felforralásához?

Megoldás. Egy megfelelő jelölés bevezetésével kell kezdenie. Legyen az üvegre vonatkozó adatok indexe 1, a víz esetében pedig 2. A táblázatban meg kell találnia a fajlagos hőkapacitásokat. A vegyszeres főzőpohár laboratóriumi üvegből készül, így értéke c 1 = 840 J / (kg * ºС). A vízre vonatkozó adatok a következők: s 2 \u003d 4200 J / (kg * ºС).

Tömegüket grammban adják meg. Ezeket kilogrammra kell konvertálni. Ezen anyagok tömegét a következőképpen jelöljük: m 1 \u003d 0,1 kg, m 2 \u003d 0,05 kg.

A kezdeti hőmérséklet megadva: t 1 \u003d 0 ºС. A döntőről ismert, hogy megfelel annak, amelynél a víz felforr. Ez t 2 \u003d 100 ºС.

Mivel az üveget vízzel együtt hevítik, a kívánt hőmennyiség a kettő összege lesz. Az első, amely az üveg melegítéséhez szükséges (Q 1), a második pedig a víz melegítéséhez (Q 2). Kifejezésükhöz egy második képletre van szükség. Kétszer kell írni különböző indexekkel, majd ezek összegét össze kell adni.

Kiderült, hogy Q \u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). A közös tényező (t 2 - t 1) kivehető a zárójelből, hogy kényelmesebb legyen a számolás. Ezután a hőmennyiség kiszámításához szükséges képlet a következő formában lesz: Q \u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Most helyettesítheti az ismert értékeket a feladatban, és kiszámíthatja az eredményt.

Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) \u003d (84 + 210) * 100 = 294 * 100 \u003d 29400 (J).

Válasz. Q = 29400 J = 29,4 kJ.

Szerinted mi melegszik fel gyorsabban a tűzhelyen: egy liter víz egy serpenyőben, vagy maga az 1 kilogramm súlyú serpenyő? A testek tömege azonos, feltételezhető, hogy a felmelegedés azonos ütemben megy végbe.

De nem volt ott! Kísérletet végezhet – tegyen egy üres serpenyőt a tűzre néhány másodpercre, csak ne égesse el, és ne feledje, milyen hőmérsékletre melegedett fel. Ezután öntsön vizet a serpenyőbe, amelynek súlya pontosan megegyezik az edény súlyával. Elméletileg a víznek kétszer annyi idő alatt kell felmelegednie, mint egy üres serpenyőnek, mivel ebben az esetben mindkettő felmelegszik - a víz és a serpenyő is.

Ha azonban háromszor annyit vár is, ügyeljen arra, hogy a víz még mindig kevésbé legyen felmelegítve. Majdnem tízszer tovább tart, amíg a víz ugyanolyan hőmérsékletre melegszik fel, mint egy ugyanolyan súlyú fazék. Miért történik ez? Mi akadályozza meg a víz felmelegedését? Miért pazaroljunk plusz gázt a víz melegítésére főzés közben? Mert létezik egy fizikai mennyiség, amelyet egy anyag fajlagos hőkapacitásának neveznek.

Egy anyag fajlagos hőkapacitása

Ez az érték azt mutatja meg, hogy mennyi hőt kell átadni egy kilogramm tömegű testnek, hogy a hőmérséklete egy Celsius-fokkal emelkedjen. Mérése J / (kg * ˚С). Ez az érték nem szeszélyből létezik, hanem a különböző anyagok tulajdonságainak különbsége miatt.

A víz fajhője körülbelül tízszerese a vas fajhőjének, tehát az edény tízszeresére melegszik fel gyorsabb, mint a víz benne. Érdekes módon a jég fajlagos hőkapacitása fele a vízének. Ezért a jég kétszer olyan gyorsan melegszik fel, mint a víz. A jeget olvasztani könnyebb, mint a vizet melegíteni. Bármilyen furcsán is hangzik, ez tény.

A hőmennyiség kiszámítása

A fajlagos hőkapacitást betű jelöli cés a hőmennyiség kiszámítására szolgáló képletben:

Q = c*m*(t2 - t1),

ahol Q a hőmennyiség,
c - fajlagos hőkapacitás,
m - testtömeg,
t2 és t1 a test végső és kezdeti hőmérséklete.

Fajlagos hő képlete: c = Q / m*(t2 - t1)

Ebből a képletből is kifejezheti:

m = Q / c*(t2-t1) - testtömeg
t1 = t2 - (Q / c*m) - kezdeti testhőmérséklet
t2 = t1 + (Q / c*m) - végső testhőmérséklet
Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - hőmérséklet-különbség (delta t)

Mi a helyzet a gázok fajlagos hőkapacitásával? Itt minden zavarosabb. Szilárd és folyékony anyagokkal a helyzet sokkal egyszerűbb. Fajlagos hőkapacitásuk állandó, ismert, könnyen kiszámítható érték. Ami a gázok fajlagos hőkapacitását illeti, ez az érték nagyon eltérő különböző helyzetekben. Vegyük például a levegőt. A levegő fajlagos hőkapacitása az összetételtől, a páratartalomtól és a légköri nyomástól függ.

Ugyanakkor a hőmérséklet emelkedésével a gáz térfogata nő, és még egy értéket kell bevezetnünk - állandó vagy változó térfogatot, amely szintén befolyásolja a hőkapacitást. Ezért a levegő és más gázok hőmennyiségének kiszámításakor speciális grafikonokat használnak a gázok fajlagos hőkapacitásának értékére, attól függően, hogy különféle tényezőkés feltételek.

A fajlagos hőkapacitás egy anyag jellemzője. Vagyis különböző anyagoknál más. Ezenkívül ugyanannak az anyagnak, de különböző aggregációs állapotokban, eltérő fajlagos hőkapacitása van. Helyes tehát egy anyag fajlagos hőkapacitásáról beszélni (víz fajhőkapacitása, arany fajhőkapacitása, fa fajhőkapacitása stb.).

Egy adott anyag fajlagos hőkapacitása megmutatja, hogy mennyi hőt (Q) kell átadni neki ahhoz, hogy 1 kilogramm anyag 1 Celsius-fokkal felmelegedjen. A fajlagos hőkapacitást a latin c betű jelöli. Vagyis c = Q/mt. Tekintettel arra, hogy t és m egyenlő eggyel (1 kg és 1 °C), akkor a fajlagos hőkapacitás számszerűen megegyezik a hőmennyiséggel.

A hőnek és a fajhőnek azonban különböző mértékegységei vannak. A hőt (Q) a C rendszerben Joule-ban (J) mérik. És a fajlagos hőkapacitás Joule-ban van osztva egy kilogrammal, szorozva egy Celsius-fokkal: J / (kg ° C).

Ha egy anyag fajlagos hőkapacitása például 390 J / (kg ° C), akkor ez azt jelenti, hogy ha ennek az anyagnak 1 kg-ját 1 ° C-kal melegítjük, akkor 390 J hőt vesz fel. Más szóval, ahhoz, hogy 1 kg anyagot 1 °C-kal felmelegítsen, 390 J hőt kell átadni rá. Vagy ha ebből az anyagból 1 kg-ot 1 °C-kal lehűtjük, akkor 390 J hőt ad le.

Ha azonban nem 1, hanem 2 kg anyagot hevítünk 1 °C-kal, akkor kétszer annyi hőt kell átadni rá. Tehát a fenti példában ez már 780 J lesz. Ugyanez történik, ha 1 kg anyagot 2 °C-kal melegítünk.

Egy anyag fajlagos hőkapacitása nem függ a kezdeti hőmérsékletétől. Ez azt jelenti, hogy ha például a folyékony víz fajlagos hőkapacitása 4200 J / (kg ° C), akkor még húsz vagy kilencven fokos víz 1 ° C-os melegítéséhez is 4200 J hő szükséges 1 kg-onként. .

De a jég fajlagos hőkapacitása eltér a folyékony víztől, majdnem kétszer kisebb. Ahhoz azonban, hogy 1 °C-kal felmelegítsük, 1 kg-onként ugyanannyi hő szükséges, függetlenül a kezdeti hőmérséklettől.

A fajlagos hőkapacitás szintén nem függ a test alakjától, amely adott anyagból készül. Az azonos tömegű acélrúdnak és acéllemeznek ugyanannyi hőre van szüksége, hogy ugyanannyi fokkal felmelegítse őket. A másik dolog, hogy ebben az esetben el kell hanyagolni a hőcserét környezet. A lap felülete nagyobb, mint a rúd, ami azt jelenti, hogy a lap több hőt ad le, így gyorsabban lehűl. De ideális körülmények között (amikor a hőveszteség elhanyagolható) a test alakja nem játszik szerepet. Ezért azt mondják, hogy a fajhő egy anyag jellemzője, de nem a testé.

Tehát a különböző anyagok fajlagos hőkapacitása eltérő. Ez azt jelenti, hogy ha adott különféle anyagok azonos tömegű és azonos hőmérsékletűek, akkor ahhoz, hogy más hőmérsékletre hevítsék őket, más hőmennyiséget kell átadniuk. Például egy kilogramm réz körülbelül 10-szer kevesebb hőt igényel, mint a víz. Vagyis a réz fajlagos hőkapacitása körülbelül 10-szer kisebb, mint a vízé. Azt mondhatjuk, hogy "kevesebb hő kerül a rézbe".

Azt a hőmennyiséget, amelyet át kell adni a testnek ahhoz, hogy egyik hőmérsékletről a másikra felmelegedjen, a következő képlet határozza meg:

Q \u003d cm (t - t n)

Itt t to és t n a végső és kezdeti hőmérséklet, m az anyag tömege, c a fajhője. A fajlagos hőkapacitást általában táblázatokból veszik. Ebből a képletből kifejezhető a fajlagos hőkapacitás.

(vagy hőátadás).

Egy anyag fajlagos hőkapacitása.

Hőkapacitás a test által elnyelt hőmennyiség 1 fokkal felmelegítve.

A test hőkapacitását nagy latin betű jelzi TÓL TŐL.

Mi határozza meg a test hőkapacitását? Először is a tömegétől. Nyilvánvaló, hogy például 1 kilogramm víz felmelegítéséhez több hőre lesz szükség, mint 200 grammra.

Mi a helyzet az anyag fajtájával? Végezzünk egy kísérletet. Vegyünk két egyforma edényt, és öntsünk az egyikbe, a másikba 400 tömegű vizet. növényi olaj 400 g súlyúak, azonos égők segítségével kezdjük el melegíteni őket. A hőmérők leolvasásának megfigyelésével látni fogjuk, hogy az olaj gyorsan felmelegszik. A víz és az olaj azonos hőmérsékletű felmelegítéséhez a vizet tovább kell melegíteni. De minél tovább melegítjük a vizet, annál több hőt kap az égőtől.

Így ahhoz, hogy különböző anyagok azonos tömegét azonos hőmérsékletre hevítsük, különböző mennyiségű hőre van szükség. A test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség és ennek következtében a hőkapacitása attól függ, hogy a test milyen anyagból áll.

Tehát például az 1 kg tömegű víz hőmérsékletének 1 ° C-kal történő növeléséhez 4200 J hőmennyiség szükséges, és ugyanazt a tömeget 1 ° C-kal kell felmelegíteni. napraforgóolaj 1700 J-nek megfelelő hőmennyiség szükséges.

Azt a fizikai mennyiséget, amely megmutatja, hogy mennyi hő szükséges 1 kg anyag 1 °C-os felmelegítéséhez fajlagos hő ezt az anyagot.

Minden anyagnak megvan a maga fajlagos hőkapacitása, amelyet a latin c betűvel jelölnek, és joule-ban mérik kilogramm-fokon (J / (kg ° C)).

Ugyanazon anyag fajlagos hőkapacitása különböző aggregált halmazállapotokban (szilárd, folyékony és gázhalmazállapotú) eltérő. Például a víz fajlagos hőkapacitása 4200 J/(kg ºС), a jég fajlagos hőkapacitása 2100 J/(kg ºС); az alumínium fajlagos hőkapacitása szilárd állapotban 920 J/(kg - °C), folyékony állapotban 1080 J/(kg - °C).

Vegye figyelembe, hogy a víz nagyon nagy fajlagos hőkapacitású. Ezért a tengerek és óceánok vize, amely nyáron felmelegszik, felszívódik a levegőből nagyszámú hőség. Emiatt a nagy víztestek közelében található helyeken a nyár nem olyan meleg, mint a víztől távol eső helyeken.

A test felmelegítéséhez szükséges vagy általa a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámítása.

A fentiekből világosan kitűnik, hogy a test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség a testet alkotó anyag típusától (azaz fajlagos hőkapacitásától) és a test tömegétől függ. Az is világos, hogy a hőmennyiség attól függ, hogy hány fokkal emeljük a test hőmérsékletét.

Tehát a test felmelegítéséhez szükséges vagy a hűtés során felszabaduló hőmennyiség meghatározásához meg kell szorozni a test fajhőjét a tömegével, valamint a végső és a kezdeti hőmérséklet különbségével:

K = cm (t 2 - t 1 ) ,

ahol K- hőmennyiség, c a fajlagos hőkapacitás, m- testtömeg, t 1 - kezdeti hőmérséklet, t 2 a végső hőmérséklet.

Amikor a test felmelegszik t 2 > t 1 és innentől K > 0 . Amikor a test lehűlt t 2és< t 1 és innentől K< 0 .

Ha ismert az egész test hőkapacitása TÓL TŐL, K képlet határozza meg:

Q \u003d C (t 2 - t 1 ) .

A fajlagos hőkapacitás az az energia, amely egy gramm tiszta anyag hőmérsékletének 1°-kal történő növeléséhez szükséges. A paraméter attól függ kémiai összetételés az összesítés állapota: gáznemű, folyékony vagy szilárd halmazállapotú. Felfedezése után a termodinamika, a hővel és a rendszer működésével kapcsolatos energiaátmeneti folyamatok tudományának egy új fejlődési köre vette kezdetét.

Általában, fajlagos hőkapacitást és a termodinamika alapjait használják fel a gyártás során járművek hűtésére tervezett radiátorok és rendszerek, valamint a kémia, az atomtechnika és az aerodinamika területén. Ha tudni szeretné, hogyan számítják ki a fajlagos hőkapacitást, akkor tekintse meg a javasolt cikket.

Mielőtt folytatná a paraméter közvetlen kiszámítását, meg kell ismerkednie a képlettel és annak összetevőivel.

A fajlagos hőkapacitás kiszámításának képlete a következő:

с = Q/(m*∆T)

A számítás során használt mennyiségek és szimbolikus jelöléseik ismerete rendkívül fontos. Nemcsak vizuális megjelenésüket kell azonban ismerni, hanem mindegyik jelentését is világosan megérteni. Egy anyag fajlagos hőkapacitásának kiszámítását a következő összetevők képviselik:

A ΔT az anyag hőmérsékletének fokozatos változását jelölő szimbólum. A "Δ" szimbólumot deltaként ejtik.

ΔT = t2–t1, ahol

t1 az elsődleges hőmérséklet;
t2 a változás utáni végső hőmérséklet.

m a melegítéshez használt anyag tömege (g).

Q - a hőmennyiség (J / J)

A CR alapján más egyenletek is származtathatók:

Q \u003d m * cp * ΔT - a hőmennyiség;
m = Q/cr * (t2 - t1) - az anyag tömege;
t1 = t2–(Q/цp*m) – elsődleges hőmérséklet;
t2 = t1+(Q/цp*m) – végső hőmérséklet.

Útmutató a paraméter kiszámításához

Vegyük a számítási képletet: Hőkapacitás \u003d Q / (m * ∆T)
Írja ki az eredeti adatokat.
Csatlakoztassa őket a képlethez.
Végezze el a számítást, és kapja meg az eredményt.

Példaként számítsunk ki egy 480 gramm tömegű, 15ºC hőmérsékletű ismeretlen anyagot, amely a melegítés hatására (35 ezer J-t szolgáltatva) 250º-ra nőtt.

A fenti utasításoknak megfelelően mi a következő műveleteket:

Kiírjuk a kezdeti adatokat:

Q = 35 ezer J;
m = 480 g;
ΔT = t2–t1 = 250–15 = 235 ºC.

Felvesszük a képletet, behelyettesítjük az értékeket és megoldjuk:

с=Q/(m*∆T)=35 ezer J/(480 g*235º)=35 ezer J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.

Számítás

Végezzük el a számítást C P víz és ón a következő feltételek mellett:

m = 500 gramm;
t1 = 24 °C és t2 = 80 °C - víz esetében;
t1 =20°C és t2 =180°C - ón esetében;
Q = 28 ezer J.

Először meghatározzuk a víz és az ón ΔT értékét:

ΔTv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
ΔТо = t2–t1 = 180–20 =160ºC

Ezután megtaláljuk a fajlagos hőkapacitást:

c \u003d Q / (m * ΔTv) \u003d 28 ezer J / (500 g * 56 ºC) \u003d 28 ezer J / (28 ezer g * ºC) \u003d 1 J / g * ºC.
с=Q/(m*ΔТо)=28 ezer J/(500 g*160ºC)=28 ezer J/(80 ezer g*ºC)=0,35 J/g*ºC.

Így a víz fajlagos hőkapacitása 1 J/g*ºC, az óné 0,35 J/g*ºC volt. Ebből arra következtethetünk, hogy az ón azonos értékű, 28 ezer J bemenő hővel gyorsabban melegszik fel, mint a víz, mivel a hőkapacitása kisebb.

A hőkapacitás nem korlátozódik a gázokra, folyadékokra és szilárd testek hanem ételt is.

Hogyan számoljuk ki az élelmiszer hőkapacitását

A teljesítménykapacitás kiszámításakor az egyenlet a következő formában lesz:

c=(4,180*w)+(1,711*p)+(1,928*f)+(1,547*c)+(0,908*a), ahol:

w a termékben lévő víz mennyisége;
p a fehérjék mennyisége a termékben;
f a zsír százaléka;
c a szénhidrátok százalékos aránya;
a a szervetlen komponensek százalékos aránya.

Határozza meg a Viola ömlesztett krémsajt hőkapacitását. Erre kiírjuk kívánt értékeket a termék összetételétől (súly 140 gramm):

víz - 35 g;
fehérjék - 12,9 g;
zsírok - 25,8 g;
szénhidrátok - 6,96 g;
szervetlen komponensek - 21 g.

Akkor a következővel találjuk meg:

c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a)=(4.180*35)+(1.711*12.9)+(1.928*25 .8) ) + (1,547*6,96)+(0,908*21)=146,3+22,1+49,7+10,8+19,1=248 kJ/kg*ºC.

Mindig emlékezzen arra, hogy:

a fém hevítési folyamata gyorsabb, mint a vízé, mivel az van C P 2,5-szer kevesebb;
lehetőség szerint a kapott eredményeket magasabb rendűre transzformálni, ha a körülmények megengedik;
az eredmények ellenőrzéséhez használhatja az internetet, és megkeresheti a számított anyagot;
azonos kísérleti körülmények között jelentősebb hőmérsékletváltozások figyelhetők meg az alacsony fajhőjű anyagokban.