Množstvo tepla. Špecifická tepelná kapacita látky

Fyzika a tepelné javy je pomerne rozsiahla časť, ktorá sa dôkladne študuje v školskom kurze. V neposlednom rade táto teória je konkrétne množstvá. Prvým z nich je merná tepelná kapacita.

Výkladu slova „špecifický“ sa však zvyčajne nevenuje dostatočná pozornosť. Študenti si to jednoducho zapamätajú ako danú vec. A čo to znamená?

Ak sa pozriete do Ozhegovovho slovníka, môžete si prečítať, že takáto hodnota je definovaná ako pomer. Okrem toho sa môže vykonávať pre hmotnosť, objem alebo energiu. Všetky tieto množstvá musia byť nevyhnutne považované za rovné jednote. Vzťah k tomu, čo je uvedené v mernej tepelnej kapacite?

Na súčin hmotnosti a teploty. Okrem toho sa ich hodnoty musia nevyhnutne rovnať jednej. To znamená, že deliteľ bude obsahovať číslo 1, ale jeho rozmer bude kombinovať kilogram a stupeň Celzia. S tým treba počítať pri formulovaní definície mernej tepelnej kapacity, ktorá sa udáva o niečo nižšia. Existuje aj vzorec, z ktorého je vidieť, že tieto dve veličiny sú v menovateli.

Čo to je?

Merná tepelná kapacita látky sa zavádza v momente, keď sa uvažuje o situácii s jej ohrevom. Bez nej nie je možné vedieť, koľko tepla (alebo energie) bude potrebné vynaložiť na tento proces. A tiež vypočítajte jeho hodnotu, keď je telo ochladené. Mimochodom, tieto dve množstvá tepla sú navzájom rovnaké v module. Ale majú rôzne znamenia. Takže v prvom prípade je to pozitívne, pretože energiu treba minúť a tá sa prenáša do tela. Druhá situácia ochladzovania dáva záporné číslo, pretože sa uvoľňuje teplo a vnútorná energia tela klesá.

Toto je označené fyzikálne množstvo latinské písmeno c. Je definovaný ako určité množstvo tepla potrebné na zahriatie jedného kilogramu látky o jeden stupeň. V priebehu školskej fyziky je tento stupeň ten, ktorý sa získava na stupnici Celzia.

Ako to spočítať?

Ak chcete vedieť, aká je špecifická tepelná kapacita, vzorec vyzerá takto:

c \u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), kde Q je množstvo tepla, m je hmotnosť látky, t 2 je teplota, ktorú teleso získalo v dôsledku prenosu tepla, t 1 je počiatočná teplota látky. Toto je vzorec #1.

Na základe tohto vzorca je jednotka merania tohto množstva v medzinárodnom systéme jednotiek (SI) J / (kg * ºС).

Ako nájsť ďalšie veličiny z tejto rovnice?

Po prvé, množstvo tepla. Vzorec bude vyzerať takto: Q \u003d c * m * (t 2 - t 1). Iba v ňom je potrebné nahradiť hodnoty v jednotkách zahrnutých v SI. To znamená, že hmotnosť je v kilogramoch, teplota v stupňoch Celzia. Toto je vzorec #2.

Po druhé, hmotnosť látky, ktorá sa ochladzuje alebo ohrieva. Vzorec pre to bude: m \u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). Toto je vzorec číslo 3.

Po tretie, zmena teploty Δt \u003d t 2 - t 1 \u003d (Q / c * m). Znamienko "Δ" sa číta ako "delta" a označuje zmenu veľkosti, v tomto prípade teploty. Formula číslo 4.

Po štvrté, počiatočná a konečná teplota látky. Vzorce platné na zahrievanie látky vyzerajú takto: t 1 \u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 + (Q / c * m). Tieto vzorce majú čísla 5 a 6. Ak v úlohe v otázke o ochladzovaní látky, potom vzorce sú: t 1 \u003d t 2 + (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 - (Q / c * m). Tieto vzorce majú čísla 7 a 8.

Aké to môže mať významy?

Experimentálne sa zistilo, aké hodnoty má pre každú konkrétnu látku. Preto bola vytvorená špeciálna tabuľka mernej tepelnej kapacity. Najčastejšie poskytuje údaje, ktoré sú platné za normálnych podmienok.

Aká je laboratórna práca na meraní špecifického tepla?

V školskom kurze fyziky je určený pre pevné teleso. Okrem toho sa jeho tepelná kapacita vypočíta porovnaním s tou, ktorá je známa. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je pomocou vody.

V procese vykonávania práce je potrebné merať počiatočné teploty vody a ohrievanej pevnej látky. Potom ho spustite do kvapaliny a počkajte na tepelnú rovnováhu. Celý experiment prebieha v kalorimetri, takže straty energie možno zanedbať.

Potom si musíte zapísať vzorec pre množstvo tepla, ktoré voda prijíma pri zahrievaní z pevného telesa. Druhý výraz popisuje energiu, ktorú telo vydáva, keď sa ochladzuje. Tieto dve hodnoty sú rovnaké. Matematickými výpočtami zostáva určiť mernú tepelnú kapacitu látky, ktorá tvorí pevné teleso.

Najčastejšie sa navrhuje porovnať to s tabuľkovými hodnotami, aby sme sa pokúsili uhádnuť, z akej látky je skúmané telo vyrobené.

Úloha č.1

Podmienka. Teplota kovu sa pohybuje od 20 do 24 stupňov Celzia. Zároveň sa zvýšila jeho vnútorná energia o 152 J. Aká je merná tepelná kapacita kovu, ak jeho hmotnosť je 100 gramov?

Riešenie. Na nájdenie odpovede budete musieť použiť vzorec napísaný pod číslom 1. Sú tam všetky množstvá potrebné na výpočty. Najprv musíte previesť hmotnosť na kilogramy, inak bude odpoveď nesprávna. Pretože všetky množstvá musia byť tie, ktoré sú akceptované v SI.

V jednom kilograme je 1000 gramov. Takže 100 gramov treba vydeliť 1000, dostanete 0,1 kilogramu.

Nahradením všetkých hodnôt získate nasledujúci výraz: c \u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). Výpočty nie sú obzvlášť ťažké. Výsledkom všetkých akcií je číslo 380.

odpoveď: c \u003d 380 J / (kg * ºС).

Úloha č. 2

Podmienka. Určte konečnú teplotu, na ktorú sa ochladí voda s objemom 5 litrov, ak sa odoberie pri 100 ºС a uvoľní sa do okolia 1680 kJ tepla.

Riešenie. Stojí za to začať s tým, že energia je daná v nesystémovej jednotke. Kilojouly treba previesť na jouly: 1680 kJ = 1680000 J.

Ak chcete nájsť odpoveď, musíte použiť vzorec číslo 8. Objavuje sa v ňom však hmotnosť, ktorá je v úlohe neznáma. Ale vzhľadom na objem kvapaliny. Môžete teda použiť vzorec známy ako m \u003d ρ * V. Hustota vody je 1 000 kg / m 3. Ale tu bude potrebné objem nahradiť v kubických metroch. Na ich prepočet z litrov je potrebné deliť 1000. Objem vody je teda 0,005 m 3 .

Nahradením hodnôt do hmotnostného vzorca získate nasledujúci výraz: 1000 * 0,005 = 5 kg. Budete sa musieť pozrieť na špecifickú tepelnú kapacitu v tabuľke. Teraz môžete prejsť na vzorec 8: t 2 \u003d 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Prvá akcia má vykonať násobenie: 4200 * 5. Výsledok je 21 000. Druhá je delenie. 1680000: 21000 = 80. Posledné odčítanie: 100 – 80 = 20.

Odpoveď. t 2 \u003d 20 ºС.

Úloha č. 3

Podmienka. K dispozícii je chemická kadička s hmotnosťou 100 g, do ktorej sa naleje 50 g vody. Počiatočná teplota vody s pohárom je 0 stupňov Celzia. Koľko tepla je potrebné na privedenie vody do varu?

Riešenie. Mali by ste začať zavedením vhodnej notácie. Údaje týkajúce sa skla nech majú index 1 a pre vodu index 2. V tabuľke je potrebné nájsť konkrétne tepelné kapacity. Chemická kadička je vyrobená z laboratórneho skla, takže jej hodnota c 1 = 840 J / (kg * ºС). Údaje pre vodu sú nasledovné: s 2 \u003d 4200 J / (kg * ºС).

Ich hmotnosť je uvedená v gramoch. Musíte ich previesť na kilogramy. Hmotnosti týchto látok budú označené takto: m 1 \u003d 0,1 kg, m 2 \u003d 0,05 kg.

Počiatočná teplota je daná: t 1 \u003d 0 ºС. O koncovke je známe, že zodpovedá tej, pri ktorej voda vrie. Toto je t 2 \u003d 100 ºС.

Keďže sa sklo ohrieva spolu s vodou, požadované množstvo tepla bude súčtom týchto dvoch. Prvý, ktorý je potrebný na ohrev skla (Q 1), a druhý, ktorý slúži na ohrev vody (Q 2). Na ich vyjadrenie je potrebný druhý vzorec. Musí sa zapísať dvakrát s rôznymi indexmi a potom sa musí pripočítať ich súčet.

Ukazuje sa, že Q \u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Spoločný faktor (t 2 - t 1) môže byť vybratý z držiaka, aby bolo pohodlnejšie počítať. Potom vzorec, ktorý je potrebný na výpočet množstva tepla, bude mať nasledujúci tvar: Q \u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Teraz môžete nahradiť známe hodnoty v probléme a vypočítať výsledok.

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

Odpoveď. Q = 29400 J = 29,4 kJ.

Čo si myslíte, že sa na sporáku rýchlejšie zohreje: liter vody v hrnci alebo samotná panvica s hmotnosťou 1 kilogram? Hmotnosť telies je rovnaká, dá sa predpokladať, že zahrievanie bude prebiehať rovnakou rýchlosťou.

Ale to tam nebolo! Môžete urobiť experiment - položte prázdnu panvicu na niekoľko sekúnd do ohňa, len ju nespálite a pamätajte, na akú teplotu sa zahriala. A potom nalejte vodu do panvice presne rovnakej hmotnosti, ako je hmotnosť panvice. Teoreticky by sa voda mala zohriať na rovnakú teplotu ako prázdna panvica za dvojnásobný čas, pretože v tomto prípade sa zohrievajú obe - voda aj panvica.

Aj keď budete čakať trojnásobne dlhšie, dbajte na to, aby bola voda stále menej zohriata. Voda trvá takmer desaťkrát dlhšie, kým sa zohreje na rovnakú teplotu ako hrniec s rovnakou hmotnosťou. Prečo sa to deje? Čo bráni ohrevu vody? Prečo by sme pri varení mali plytvať plynom navyše na ohrev vody? Pretože existuje fyzikálna veličina nazývaná merná tepelná kapacita látky.

Špecifická tepelná kapacita látky

Táto hodnota ukazuje, koľko tepla treba odovzdať telesu s hmotnosťou jedného kilogramu, aby sa jeho teplota zvýšila o jeden stupeň Celzia. Meria sa v J / (kg * ˚С). Táto hodnota neexistuje z rozmaru, ale z dôvodu rozdielu vo vlastnostiach rôznych látok.

Špecifické teplo vody je asi desaťkrát väčšie ako špecifické teplo železa, takže hrniec sa zohreje desaťkrát rýchlejšie ako voda v nej. Zvláštne je, že merná tepelná kapacita ľadu je polovičná v porovnaní s vodou. Preto sa ľad zohreje dvakrát rýchlejšie ako voda. Roztopenie ľadu je jednoduchšie ako ohrev vody. Akokoľvek zvláštne to znie, je to fakt.

Výpočet množstva tepla

Merná tepelná kapacita je označená písmenom c a použité vo vzorci na výpočet množstva tepla:

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

kde Q je množstvo tepla,
c - merná tepelná kapacita,
m - telesná hmotnosť,
t2 a t1 sú konečné a počiatočné teploty telesa.

Špecifický vzorec tepla: c = Q / m*(t2 - t1)

Môžete tiež vyjadriť z tohto vzorca:

m = Q / c*(t2-t1) - telesná hmotnosť
t1 = t2 - (Q / c * m) - počiatočná telesná teplota
t2 = t1 + (Q / c*m) - konečná telesná teplota
Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - teplotný rozdiel (delta t)

Ako je to s mernou tepelnou kapacitou plynov? Všetko je tu viac mätúce. S pevnými látkami a kvapalinami je situácia oveľa jednoduchšia. Ich merná tepelná kapacita je konštantná, známa, ľahko vypočítateľná hodnota. Pokiaľ ide o špecifickú tepelnú kapacitu plynov, táto hodnota je veľmi odlišná rôzne situácie. Vezmime si ako príklad vzduch. Merná tepelná kapacita vzduchu závisí od zloženia, vlhkosti a atmosférického tlaku.

Zároveň s nárastom teploty plyn zväčšuje svoj objem a musíme zaviesť ešte jednu hodnotu - konštantný alebo premenlivý objem, ktorý tiež ovplyvní tepelnú kapacitu. Preto sa pri výpočte množstva tepla pre vzduch a iné plyny používajú špeciálne grafy pre hodnoty špecifickej tepelnej kapacity plynov v závislosti od rôzne faktory a podmienky.

Špecifická tepelná kapacita je vlastnosťou látky. To znamená, že pre rôzne látky je to rôzne. Navyše tá istá látka, ale v rôznych stavoch agregácie, má rôzne špecifické tepelné kapacity. Správne je teda hovoriť o mernej tepelnej kapacite látky (merná tepelná kapacita vody, merná tepelná kapacita zlata, merná tepelná kapacita dreva atď.).

Merná tepelná kapacita konkrétnej látky ukazuje, koľko tepla (Q) jej treba odovzdať, aby sa 1 kilogram tejto látky zohrial o 1 stupeň Celzia. Špecifická tepelná kapacita sa označuje latinským písmenom c. To znamená, že c = Q/mt. Ak vezmeme do úvahy, že t a m sú rovné jednej (1 kg a 1 °C), potom sa merná tepelná kapacita číselne rovná množstvu tepla.

Teplo a špecifické teplo však majú rôzne jednotky. Teplo (Q) v systéme C sa meria v jouloch (J). A merná tepelná kapacita je v jouloch delená kilogramom vynásobená stupňom Celzia: J / (kg ° C).

Ak je merná tepelná kapacita látky napríklad 390 J / (kg ° C), potom to znamená, že ak sa 1 kg tejto látky zahreje o 1 ° C, absorbuje 390 J tepla. Alebo inak povedané, aby sa 1 kg tejto látky zohrial o 1 °C, treba jej odovzdať 390 J tepla. Alebo, ak sa 1 kg tejto látky ochladí o 1 ° C, vydá 390 J tepla.

Ak sa však nie 1, ale 2 kg látky zohreje o 1 °C, musí sa jej odovzdať dvakrát toľko tepla. Takže pre príklad vyššie to už bude 780 J. To isté sa stane, ak sa 1 kg látky zahreje o 2 ° C.

Špecifická tepelná kapacita látky nezávisí od jej počiatočnej teploty. To znamená, že ak má napríklad tekutá voda mernú tepelnú kapacitu 4200 J / (kg ° C), potom ohrev aj dvadsaťstupňovej alebo deväťdesiatstupňovej vody o 1 ° C bude rovnako vyžadovať 4200 J tepla na 1 kg. .

Ľad má však špecifickú tepelnú kapacitu odlišnú od tekutej vody, takmer dvakrát menšiu. Na jej zohriatie o 1 °C je však potrebné rovnaké množstvo tepla na 1 kg bez ohľadu na jeho počiatočnú teplotu.

Merná tepelná kapacita tiež nezávisí od tvaru telesa, ktoré je z danej látky vyrobené. Oceľová tyč a oceľový plech s rovnakou hmotnosťou budú vyžadovať rovnaké množstvo tepla, aby sa zahriali o rovnaký počet stupňov. Iná vec je, že v tomto prípade treba zanedbať výmenu tepla s životné prostredie. Plech má väčší povrch ako lišta, čo znamená, že plech vydáva viac tepla, a preto rýchlejšie vychladne. Ale za ideálnych podmienok (keď možno zanedbať tepelné straty) tvar tela nehrá rolu. Preto hovoria, že špecifické teplo je charakteristikou látky, ale nie telesa.

Špecifická tepelná kapacita rôznych látok je teda rôzna. To znamená, že ak je daný rôzne látky rovnakej hmotnosti a s rovnakou teplotou, potom aby sa zohriali na inú teplotu, potrebujú odovzdať iné množstvo tepla. Napríklad kilogram medi bude vyžadovať asi 10-krát menej tepla ako voda. To znamená, že špecifická tepelná kapacita medi je asi 10-krát menšia ako kapacita vody. Môžeme povedať, že "menej tepla je umiestnené v medi."

Množstvo tepla, ktoré sa musí preniesť do tela, aby sa zohrialo z jednej teploty na druhú, sa zistí podľa nasledujúceho vzorca:

Q \u003d cm (t až - t n)

Tu t to a t n sú konečné a počiatočné teploty, m je hmotnosť látky, c je jej špecifické teplo. Merná tepelná kapacita sa zvyčajne preberá z tabuliek. Z tohto vzorca možno vyjadriť mernú tepelnú kapacitu.

(alebo prenos tepla).

Špecifická tepelná kapacita látky.

Tepelná kapacita je množstvo tepla, ktoré telo absorbuje pri zahriatí o 1 stupeň.

Tepelná kapacita tela sa označuje veľkým latinským písmenom OD.

Čo určuje tepelnú kapacitu telesa? V prvom rade z jeho hmoty. Je jasné, že ohriatie napríklad 1 kilogramu vody bude vyžadovať viac tepla ako ohriatie 200 gramov.

A čo druh látky? Urobme experiment. Zoberme si dve rovnaké nádoby a po naliatí vody s hmotnosťou 400 do jednej z nich a do druhej zeleninový olej s hmotnosťou 400 g ich začneme ohrievať pomocou rovnakých horákov. Pozorovaním údajov teplomerov uvidíme, že sa olej rýchlo zohreje. Aby sa voda a olej zohriali na rovnakú teplotu, musí sa voda ohrievať dlhšie. Ale čím dlhšie vodu ohrievame, tým viac tepla dostáva od horáka.

Na zahriatie rovnakej hmoty rôznych látok na rovnakú teplotu je teda potrebné rôzne množstvo tepla. Množstvo tepla potrebného na zahriatie telesa a následne aj jeho tepelná kapacita závisí od druhu látky, z ktorej sa teleso skladá.

Napríklad na zvýšenie teploty vody s hmotnosťou 1 kg o 1 ° C je potrebné množstvo tepla rovnajúce sa 4200 J a na zahriatie rovnakej hmoty o 1 ° C slnečnicový olej je potrebné množstvo tepla rovnajúce sa 1700 J.

Fyzikálne množstvo ukazujúce, koľko tepla je potrebné na zahriatie 1 kg látky o 1 ºС, sa nazýva špecifické teplo túto látku.

Každá látka má svoju špecifickú tepelnú kapacitu, ktorá sa označuje latinským písmenom c a meria sa v jouloch na kilogram-stupeň (J / (kg ° C)).

Merná tepelná kapacita tej istej látky v rôznych agregovaných skupenstvách (tuhé, kvapalné a plynné) je rôzna. Napríklad merná tepelná kapacita vody je 4200 J/(kg ºС) a merná tepelná kapacita ľadu je 2100 J/(kg ºС); hliník v pevnom skupenstve má mernú tepelnú kapacitu 920 J/(kg - °C), v kvapalnom stave je 1080 J/(kg - °C).

Všimnite si, že voda má veľmi vysokú špecifickú tepelnú kapacitu. Preto sa voda v moriach a oceánoch, ktorá sa v lete zahrieva, absorbuje zo vzduchu veľké množstvo teplo. Z tohto dôvodu na miestach, ktoré sa nachádzajú v blízkosti veľkých vodných plôch, leto nie je také horúce ako na miestach ďaleko od vody.

Výpočet množstva tepla potrebného na zahriatie telesa alebo ním uvoľneného počas ochladzovania.

Z uvedeného je zrejmé, že množstvo tepla potrebného na zahriatie telesa závisí od druhu látky, z ktorej sa teleso skladá (t. j. jeho mernej tepelnej kapacity) a od hmotnosti telesa. Je tiež jasné, že množstvo tepla závisí od toho, o koľko stupňov sa chystáme zvýšiť telesnú teplotu.

Takže na určenie množstva tepla potrebného na zahriatie telesa alebo ním uvoľneného počas chladenia je potrebné vynásobiť špecifické teplo telesa jeho hmotnosťou a rozdielom medzi jeho konečnou a počiatočnou teplotou:

Q = cm (t 2 - t 1 ) ,

kde Q- množstvo tepla, c je merná tepelná kapacita, m- telesná hmotnosť, t 1 - počiatočná teplota, t 2 je konečná teplota.

Keď je telo zahriate t2 > t 1 a preto Q > 0 . Keď je telo vychladnuté t 2and< t 1 a preto Q< 0 .

Ak je známa tepelná kapacita celého tela OD, Q sa určuje podľa vzorca:

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

Špecifická tepelná kapacita je energia potrebná na zvýšenie teploty 1 gramu čistej látky o 1 °. Parameter závisí od chemické zloženie a stav agregácie: plynné, kvapalné alebo tuhé. Po jeho objave sa začalo nové kolo vývoja termodynamiky, vedy o procesoch prechodu energie, ktoré sa týkajú tepla a fungovania systému.

zvyčajne Pri výrobe sa využíva merná tepelná kapacita a základy termodynamiky chladiče a systémy určené na chladenie vozidiel, ako aj v chémii, jadrovom inžinierstve a aerodynamike. Ak chcete vedieť, ako sa vypočítava špecifická tepelná kapacita, pozrite si navrhovaný článok.

Pred priamym výpočtom parametra by ste sa mali oboznámiť so vzorcom a jeho zložkami.

Vzorec na výpočet špecifickej tepelnej kapacity je nasledujúci:

с = Q/(m*∆T)

Znalosť veličín a ich symbolických označení použitých pri výpočte je mimoriadne dôležitá. Je však potrebné nielen poznať ich vizuálny vzhľad, ale aj jasne pochopiť význam každého z nich. Výpočet špecifickej tepelnej kapacity látky predstavujú tieto zložky:

ΔT je symbol označujúci postupnú zmenu teploty látky. Symbol "Δ" sa vyslovuje ako delta.

ΔT = t2–t1, kde

t1 je primárna teplota;
t2 je konečná teplota po zmene.

m je hmotnosť látky použitej na ohrev (g).

Q - množstvo tepla (J / J)

Na základe CR možno odvodiť ďalšie rovnice:

Q \u003d m * cp * ΔT - množstvo tepla;
m = Q/cr * (t2 - t1) - hmotnosť látky;
t1 = t2–(Q/цp*m) – primárna teplota;
t2 = t1+(Q/цp*m) – konečná teplota.

Pokyny na výpočet parametra

Vezmite výpočtový vzorec: Tepelná kapacita \u003d Q / (m * ∆T)
Vypíšte pôvodné údaje.
Zapojte ich do vzorca.
Vykonajte výpočet a získajte výsledok.

Ako príklad si vypočítajme neznámu látku s hmotnosťou 480 gramov a teplotou 15ºC, ktorá sa v dôsledku zahriatia (dodávkou 35 tisíc J) zvýšila na 250º.

Podľa vyššie uvedených pokynov sme nasledujúce akcie:

Zapisujeme počiatočné údaje:

Q = 35 tisíc J;
m = 480 g;
ΔT = t2–t1 = 250–15 = 235 °C.

Vezmeme vzorec, nahradíme hodnoty a vyriešime:

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

Kalkulácia

Vykonajte výpočet C P voda a cín za nasledujúcich podmienok:

m = 500 gramov;
t1 = 24 °C a t2 = 80 °C - pre vodu;
t1 = 20 °C a t2 = 180 °C - pre cín;
Q = 28 tisíc J.

Najprv určíme ΔT pre vodu a cín:

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

Potom zistíme špecifickú tepelnú kapacitu:

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

Špecifická tepelná kapacita vody teda bola 1 J/g*ºC a cínu 0,35 J/g*ºC. Z toho môžeme usudzovať, že pri rovnakej hodnote vstupného tepla 28 tisíc J sa cín zohreje rýchlejšie ako voda, pretože jeho tepelná kapacita je menšia.

Tepelná kapacita nie je obmedzená na plyny, kvapaliny a pevné telesá ale aj jedlo.

Ako vypočítať tepelnú kapacitu potravín

Pri výpočte výkonovej kapacity rovnica bude mať nasledujúci tvar:

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

w je množstvo vody v produkte;
p je množstvo bielkovín v produkte;
f je percento tuku;
c je percento sacharidov;
a je percento anorganických zložiek.

Určite tepelnú kapacitu taveného smotanového syra Viola. K tomu píšeme požadované hodnoty zo zloženia výrobku (hmotnosť 140 gramov):

voda - 35 g;
bielkoviny - 12,9 g;
tuky - 25,8 g;
sacharidy - 6,96 g;
anorganické zložky - 21 g.

Potom nájdeme pomocou:

c=(4,180*š)+(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.

Vždy si pamätajte, že:

proces zahrievania kovu je rýchlejší ako proces vody, pretože má C P 2,5-krát menej;
ak je to možné, transformujte získané výsledky na vyšší poriadok, ak to podmienky umožňujú;
na kontrolu výsledkov môžete použiť internet a vyhľadať vypočítanú látku;
za rovnakých experimentálnych podmienok budú pozorované výraznejšie teplotné zmeny v materiáloch s nízkym špecifickým teplom.