การกำหนดความจุความร้อน “ปริมาณความร้อน ความร้อนจำเพาะ

คุณคิดว่าอะไรจะร้อนเร็วกว่าบนเตา: น้ำหนึ่งลิตรในกระทะหรือในกระทะนั้นหนัก 1 กิโลกรัม มวลของวัตถุเท่ากัน สันนิษฐานได้ว่าความร้อนจะเกิดขึ้นในอัตราเดียวกัน

แต่นั่นไม่เป็นเช่นนั้น! คุณสามารถทำการทดลองได้ โดยนำกระทะเปล่าไปตั้งไฟสักครู่ แต่อย่าให้ไหม้ และจำไว้ว่ากระทะร้อนถึงระดับไหน แล้วเทลงในกระทะโดยให้มีน้ำหนักเท่ากันกับน้ำหนักของกระทะ ตามทฤษฎีแล้ว น้ำควรร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิเดียวกันกับกระทะเปล่าโดยใช้เวลาเป็นสองเท่า เนื่องจากในกรณีนี้ ทั้งสองจะร้อนขึ้นทั้งน้ำและกระทะ

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าคุณจะรอนานกว่านี้ถึงสามเท่า คุณก็จะมั่นใจได้ว่าน้ำจะยังคงร้อนน้อยลง จะใช้เวลาน้ำนานกว่าเกือบสิบเท่าเพื่อให้ได้อุณหภูมิเดียวกันกับกระทะที่มีน้ำหนักเท่ากัน ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? อะไรป้องกันไม่ให้น้ำร้อนขึ้น? เหตุใดเราจึงควรเสียน้ำร้อนที่ใช้แก๊สเพิ่มเมื่อปรุงอาหาร? เนื่องจากมีปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่าความจุความร้อนจำเพาะของสาร

ความจุความร้อนจำเพาะของสาร

ค่านี้แสดงปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายเทไปยังร่างกายที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัม เพื่อให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส วัดเป็น J/(กก. * ˚С) ค่านี้มีอยู่ไม่ใช่เพราะความตั้งใจของตัวเอง แต่เป็นเพราะความแตกต่างในคุณสมบัติของสารต่างๆ

ความร้อนจำเพาะของน้ำสูงกว่าความร้อนจำเพาะของเหล็กประมาณสิบเท่า ดังนั้นกระทะจะร้อนขึ้นสิบเท่า เร็วกว่าน้ำในนั้น สงสัยว่าความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือครึ่งหนึ่งของน้ำ ดังนั้นน้ำแข็งจะร้อนเร็วกว่าน้ำถึงสองเท่า น้ำแข็งละลายง่ายกว่าการให้น้ำร้อน ถึงแม้จะฟังดูแปลกแต่ก็เป็นข้อเท็จจริง

การคำนวณปริมาณความร้อน

ความจุความร้อนจำเพาะถูกกำหนดโดยตัวอักษร คและ ใช้ในสูตรคำนวณปริมาณความร้อน:

ถาม = ค*ม*(t2 - t1)

โดยที่ Q คือปริมาณความร้อน
c - ความจุความร้อนจำเพาะ
ม. - น้ำหนักตัว
t2 และ t1 คืออุณหภูมิร่างกายสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น ตามลำดับ

สูตรความจุความร้อนจำเพาะ: ค = คิว / ม*(t2 - t1)

คุณยังสามารถแสดงจากสูตรนี้:

• m = Q / c*(t2-t1) - น้ำหนักตัว
• t1 = t2 - (Q / c*m) - อุณหภูมิร่างกายเริ่มต้น
• t2 = t1 + (Q / c*m) - อุณหภูมิร่างกายสุดท้าย
• Δt = t2 - t1 = (Q / c*m) - ความแตกต่างของอุณหภูมิ (เดลต้า t)

แล้วความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซล่ะ?ทุกอย่างสับสนมากขึ้นที่นี่ กับ ของแข็งและเมื่อใช้ของเหลว สถานการณ์จะง่ายกว่ามาก ความจุความร้อนจำเพาะของมันคือค่าคงที่ ทราบ และคำนวณได้ง่าย สำหรับความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซนั้นค่านี้จะแตกต่างกันมาก สถานการณ์ที่แตกต่างกัน- มาดูอากาศเป็นตัวอย่าง ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ความชื้น และความดันบรรยากาศ

ในเวลาเดียวกันเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ปริมาตรของก๊าซจะเพิ่มขึ้น และเราจำเป็นต้องป้อนค่าอื่น - ปริมาตรคงที่หรือแปรผัน ซึ่งจะส่งผลต่อความจุความร้อนด้วย ดังนั้นเมื่อคำนวณปริมาณความร้อนสำหรับอากาศและก๊าซอื่น ๆ จะใช้กราฟพิเศษของความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซขึ้นอยู่กับปัจจัยและเงื่อนไขต่างๆ

ในบทเรียนวันนี้ เราจะแนะนำแนวคิดทางกายภาพ เช่น ความจุความร้อนจำเพาะของสาร เราพบว่ามันขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติทางเคมีสารต่างๆ และมูลค่าของสารซึ่งสามารถพบได้ในตารางจะแตกต่างกันไปตามสารต่างๆ จากนั้น เราจะค้นหาหน่วยการวัดและสูตรในการค้นหาความจุความร้อนจำเพาะ และยังได้เรียนรู้การวิเคราะห์คุณสมบัติทางความร้อนของสารตามค่าความจุความร้อนจำเพาะของสารนั้นๆ

แคลอรีมิเตอร์(ตั้งแต่ lat. แคลอรี่– ความอบอุ่นและ เมเตอร์- วัด) - อุปกรณ์สำหรับวัดปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับในกระบวนการทางกายภาพ เคมี หรือชีวภาพใด ๆ คำว่า "แคลอมิเตอร์" ถูกเสนอโดย A. Lavoisier และ P. Laplace

เครื่องวัดความร้อนประกอบด้วยฝาปิด กระจกด้านในและด้านนอก สิ่งสำคัญมากในการออกแบบแคลอรีมิเตอร์คือมีชั้นอากาศระหว่างภาชนะขนาดเล็กและขนาดใหญ่ ซึ่งเนื่องจากการนำความร้อนต่ำ ทำให้มั่นใจได้ว่าการถ่ายเทความร้อนไม่ดีระหว่างเนื้อหาและสภาพแวดล้อมภายนอก การออกแบบนี้ช่วยให้คุณพิจารณาแคลอรีมิเตอร์เป็นกระติกน้ำร้อนชนิดหนึ่งและกำจัดอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีต่อกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนภายในแคลอรีมิเตอร์ได้จริง

แคลอริมิเตอร์ออกแบบมาเพื่อการวัดความจุความร้อนจำเพาะและพารามิเตอร์ความร้อนอื่นๆ ของร่างกายได้แม่นยำกว่าที่ระบุไว้ในตาราง

ความคิดเห็นสิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าไม่ควรสับสนแนวคิดเช่นปริมาณความร้อนที่เราใช้บ่อยกับพลังงานภายในของร่างกาย ปริมาณความร้อนจะถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลง พลังงานภายในและไม่ใช่ความหมายเฉพาะของมัน

โปรดทราบว่าความจุความร้อนจำเพาะของสารต่างๆ จะแตกต่างกัน ดังแสดงในตาราง (รูปที่ 3) ตัวอย่างเช่น ทองคำมีความจุความร้อนจำเพาะ ดังที่เราได้ระบุไว้ข้างต้น ความหมายทางกายภาพของค่าความจุความร้อนจำเพาะนี้หมายความว่าในการที่จะให้ความร้อนแก่ทองคำ 1 กิโลกรัมขึ้น 1 °C จะต้องให้ความร้อน 130 จูล (รูปที่ 5)

ข้าว. 5.ความจุความร้อนจำเพาะของทองคำ

ในบทต่อไป เราจะพูดถึงการคำนวณค่าปริมาณความร้อน

รายการวรรณกรรม

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / เอ็ด. ออร์โลวา วี.เอ., รอยเซนา ไอ. ฟิสิกส์ 8. - อ.: ความจำ.
2. Peryshkin A.V. ฟิสิกส์ 8. - ม.: อีแร้ง, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. ฟิสิกส์ 8. - ม.: การตรัสรู้.

1. พอร์ทัลอินเทอร์เน็ต "vactekh-holod.ru" ()

การบ้าน

/(กก. · K) ฯลฯ

ความจุความร้อนจำเพาะมักจะแสดงด้วยตัวอักษร คหรือ กับมักจะมีดัชนี

ความจุความร้อนจำเพาะได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิของสารและพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์อื่นๆ เช่น การวัดความจุความร้อนจำเพาะของน้ำจะให้ ผลลัพธ์ที่แตกต่างกันที่อุณหภูมิ 20 °C และ 60 °C นอกจากนี้ ความจุความร้อนจำเพาะยังขึ้นอยู่กับว่าพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของสาร (ความดัน ปริมาตร ฯลฯ) สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร เช่น ความจุความร้อนจำเพาะที่ ความดันคงที่ (ซีพี) และที่ปริมาตรคงที่ ( ซี วี) โดยทั่วไปแล้วจะแตกต่างกัน

สูตรคำนวณความจุความร้อนจำเพาะ:

$c=\backslash frac(Q)(\; ม\backslash เดลต้า\; T),$ที่ไหน ค- ความจุความร้อนจำเพาะ ถาม- ปริมาณความร้อนที่สารได้รับเมื่อถูกความร้อน (หรือปล่อยออกมาเมื่อเย็นลง) ม- มวลของสารร้อน (เย็น) Δ ต- ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้นของสาร

ความจุความร้อนจำเพาะสามารถขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (และโดยหลักการแล้ว พูดอย่างเคร่งครัดเสมอมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ) ดังนั้นสูตรต่อไปนี้ที่มีค่าเล็กน้อย (อย่างเป็นทางการ) จึงถูกต้องมากกว่า: $\backslash เดลต้า\; ต$และ $\backslash เดลต้าคิว$:

$c(T)\; =\; \backslash frac\; 1\; (m)\; \backslash left(\backslash frac(\backslash delta\; Q)(\backslash delta\; T)\backslash right)$

ค่าความร้อนจำเพาะของสารบางชนิด

(สำหรับก๊าซ จะได้รับความจุความร้อนจำเพาะในกระบวนการไอโซบาริก (C p))

ตารางที่ 1: ค่าความจุความร้อนจำเพาะมาตรฐาน

สาร	สภาพร่างกาย	เฉพาะเจาะจง ความจุความร้อน กิโลจูล/(กก. เคลวิน)
อากาศ (แห้ง)	แก๊ส	1,005
อากาศ (ความชื้น 100%)	แก๊ส	1,0301
อลูมิเนียม	แข็ง	0,903
เบริลเลียม	แข็ง	1,8245
ทองเหลือง	แข็ง	0,37
ดีบุก	แข็ง	0,218
ทองแดง	แข็ง	0,385
โมลิบดีนัม	แข็ง	0,250
เหล็ก	แข็ง	0,462
เพชร	แข็ง	0,502
เอทานอล	ของเหลว	2,460
ทอง	แข็ง	0,129
กราไฟท์	แข็ง	0,720
ฮีเลียม	แก๊ส	5,190
ไฮโดรเจน	แก๊ส	14,300
เหล็ก	แข็ง	0,444
ตะกั่ว	แข็ง	0,130
เหล็กหล่อ	แข็ง	0,540
ทังสเตน	แข็ง	0,134
ลิเธียม	แข็ง	3,582
	ของเหลว	0,139
ไนโตรเจน	แก๊ส	1,042
น้ำมันปิโตรเลียม	ของเหลว	1,67 - 2,01
ออกซิเจน	แก๊ส	0,920
แก้วควอทซ์	แข็ง	0,703
น้ำ 373 เคลวิน (100 °C)	แก๊ส	2,020
น้ำ	ของเหลว	4,187
น้ำแข็ง	แข็ง	2,060
สาโทเบียร์	ของเหลว	3,927
ค่าต่างๆ จะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขมาตรฐาน เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

ตารางที่ 2: ค่าความจุความร้อนจำเพาะสำหรับบางส่วน วัสดุก่อสร้าง

สาร	เฉพาะเจาะจง ความจุความร้อน กิโลจูล/(กก. เคลวิน)
ยางมะตอย	0,92
อิฐแข็ง	0,84
อิฐปูนทราย	1,00
คอนกรีต	0,88
แก้วมงกุฎ (แก้ว)	0,67
หินเหล็กไฟ (แก้ว)	0,503
กระจกหน้าต่าง	0,84
หินแกรนิต	0,790
หินสบู่	0,98
ยิปซั่ม	1,09
หินอ่อนไมกา	0,880
ทราย	0,835
เหล็ก	0,47
ดิน	0,80
ไม้	1,7

ดูเพิ่มเติม

เขียนบทวิจารณ์เกี่ยวกับบทความ "ความจุความร้อนจำเพาะ"

หมายเหตุ

วรรณกรรม

• ตาราง ปริมาณทางกายภาพ- คู่มือ, เอ็ด. I.K. Kikoina, M., 1976.
• Sivukhin D.V. หลักสูตรฟิสิกส์ทั่วไป - ต. II. อุณหพลศาสตร์และฟิสิกส์โมเลกุล
• อี. เอ็ม. ลิฟชิทส์ // ภายใต้. เอ็ด อ. เอ็ม. โปรโคโรวาสารานุกรมกายภาพ. - อ.: “สารานุกรมโซเวียต”, 2541. - ต. 2.<

ข้อความที่ตัดตอนมาแสดงความจุความร้อนจำเพาะ

- มันได้ผลเหรอ? – นาตาชาพูดซ้ำ
– ฉันจะบอกคุณเกี่ยวกับตัวฉันเอง ฉันมีลูกพี่ลูกน้องคนหนึ่ง...
- ฉันรู้ - คิริลล่า มัตเวช แต่เขาแก่แล้วเหรอ?
– มันไม่ได้เป็นคนแก่เสมอไป แต่นี่คืออะไร Natasha ฉันจะคุยกับ Borya เขาไม่จำเป็นต้องเดินทางบ่อยนัก...
- ทำไมเขาไม่ควรถ้าเขาต้องการ?
- เพราะฉันรู้ว่าเรื่องนี้จะไม่สิ้นสุดในสิ่งใด
- ทำไมคุณรู้? ไม่ครับแม่ อย่าบอกเขานะ ไร้สาระอะไร! - นาตาชาพูดด้วยน้ำเสียงของบุคคลที่พวกเขาต้องการริบทรัพย์สินของเขาไป
“ฉันจะไม่แต่งงาน ดังนั้นปล่อยเขาไปเถอะ ถ้าเขาสนุกและฉันสนุก” – นาตาชายิ้มและมองดูแม่ของเธอ
“ไม่ได้แต่งงาน แบบนั้น” เธอพูดซ้ำ
- เป็นยังไงบ้างเพื่อน?
- ใช่ใช่ จำเป็นมากที่ฉันจะไม่แต่งงาน แต่... ดังนั้น
“ใช่ ใช่” เคาน์เตสพูดซ้ำแล้วสั่นทั้งตัว หัวเราะพร้อมกับเสียงหัวเราะของหญิงชราผู้ใจดีและคาดไม่ถึง
“หยุดหัวเราะ หยุด” นาตาชาตะโกน “คุณกำลังสั่นทั้งเตียง” คุณดูเหมือนฉันมาก คนหัวเราะคนเดิม... เดี๋ยวก่อน... - เธอจับมือทั้งสองข้างของเคาน์เตสจูบกระดูกนิ้วก้อยข้างหนึ่ง - มิถุนายนและจูบต่อในเดือนกรกฎาคมสิงหาคมในอีกด้านหนึ่ง - แม่เขารักมากไหม? แล้วดวงตาของคุณล่ะ? คุณเคยมีความรักบ้างไหม? และหวานมาก หวานมาก! แต่มันก็ไม่ค่อยถูกใจฉัน - มันแคบเหมือนนาฬิกาตั้งโต๊ะ... ไม่เข้าใจเหรอ?... แคบนะรู้ไหม สีเทาอ่อน...
- ทำไมคุณถึงโกหก! - คุณหญิงกล่าว
นาตาชาพูดต่อ:
– คุณไม่เข้าใจเหรอ? Nikolenka คงจะเข้าใจ... คนไม่มีหูเป็นสีน้ำเงิน สีน้ำเงินเข้มกับสีแดง และเขาเป็นรูปสี่เหลี่ยม
“ คุณก็จีบเขาเหมือนกัน” คุณหญิงพูดพร้อมหัวเราะ
- ไม่ เขาคือฟรีเมสัน ฉันรู้แล้ว สวยดี น้ำเงินเข้ม แดง ยังไงจะอธิบายให้ฟังครับ...
“คุณหญิง” เสียงของท่านเคานต์ดังมาจากด้านหลังประตู - คุณตื่นแล้วหรือยัง? – นาตาชากระโดดเท้าเปล่า คว้ารองเท้าแล้ววิ่งเข้าไปในห้องของเธอ
เธอนอนไม่หลับเป็นเวลานาน เธอเอาแต่คิดว่าไม่มีใครสามารถเข้าใจทุกสิ่งที่เธอเข้าใจและสิ่งนั้นในตัวเธอได้
“ซอนย่า?” เธอคิดขณะมองดูแมวที่กำลังหลับอยู่และขดตัวแมวด้วยเปียขนาดใหญ่ของเธอ “ไม่ แล้วเธอจะไปไหน!” เธอมีคุณธรรม เธอตกหลุมรัก Nikolenka และไม่ต้องการรู้อะไรอีก แม่ก็ไม่เข้าใจเหมือนกัน มันน่าทึ่งมากว่าฉันฉลาดขนาดไหน และเธอช่างน่ารักจริงๆ” เธอกล่าวต่อ พูดกับตัวเองแบบบุคคลที่สาม และจินตนาการว่ามีผู้ชายที่ฉลาด ฉลาดที่สุด และใจดีที่สุดกำลังพูดถึงเธอ... “ทุกสิ่ง ทุกอย่างอยู่ในตัวเธอ , - พูดต่อชายคนนี้ - เธอฉลาดผิดปกติ, น่ารักแล้วก็เก่ง, เก่งไม่ธรรมดา, คล่องแคล่ว, ว่ายน้ำ, ขี่ได้ดีเยี่ยมและมีเสียง! ใครๆ ก็บอกว่าเป็นเสียงที่น่าทึ่ง!” เธอร้องเพลงดนตรีที่เธอชื่นชอบจาก Cherubini Opera โยนตัวลงบนเตียงหัวเราะด้วยความคิดที่สนุกสนานว่าเธอกำลังจะหลับไปตะโกนบอก Dunyasha เพื่อดับเทียนและก่อนที่ Dunyasha จะมีเวลาออกจากห้องเธอก็ ได้ผ่านไปสู่อีกโลกแห่งความฝันที่มีความสุขยิ่งกว่าเดิมแล้ว ที่ซึ่งทุกสิ่งเป็นเรื่องง่ายและมหัศจรรย์เหมือนในความเป็นจริง แต่มันก็ดียิ่งขึ้นเท่านั้น เพราะมันแตกต่างออกไป

วันรุ่งขึ้นเคาน์เตสเชิญบอริสมาที่บ้านของเธอพูดกับเขาและตั้งแต่วันนั้นเขาก็หยุดไปเยี่ยมรอสตอฟ

วันที่ 31 ธันวาคม ในวันส่งท้ายปีเก่า พ.ศ. 2353 le reveillon [อาหารค่ำ] มีงานเต้นรำที่บ้านขุนนางของแคทเธอรีน คณะทูตและอธิปไตยควรจะอยู่ที่งานเลี้ยง
บน Promenade des Anglais บ้านอันโด่งดังของขุนนางที่ส่องสว่างด้วยแสงไฟจำนวนนับไม่ถ้วน ที่ทางเข้าที่มีแสงสว่างพร้อมผ้าสีแดงมีตำรวจยืนอยู่ และไม่เพียงแต่ผู้พิทักษ์เท่านั้น แต่ยังมีหัวหน้าตำรวจที่ทางเข้าและเจ้าหน้าที่ตำรวจอีกหลายสิบคน รถม้าขับออกไปและรถใหม่ก็ขับขึ้นไปพร้อมกับทหารราบสีแดงและทหารราบที่สวมหมวกขนนก ชายในเครื่องแบบ ดารา และริบบิ้น ออกมาจากรถม้า สุภาพสตรีในชุดผ้าซาตินและแมร์มีนค่อยๆ ก้าวลงบันไดที่ส่งเสียงดัง และเดินไปตามผ้าทางเข้าอย่างเงียบๆ
เกือบทุกครั้งที่มีรถม้าใหม่มาถึง ก็จะมีเสียงพึมพำในฝูงชนและหมวกก็ถูกถอดออก
“อธิปไตย?... ไม่ ท่านรัฐมนตรี... เจ้าชาย... ทูต... คุณไม่เห็นขนนกเหรอ?” พูดจากฝูงชน ฝูงชนกลุ่มหนึ่งแต่งตัวดีกว่าคนอื่นๆ ดูเหมือนจะรู้จักทุกคน และเรียกชื่อตามชื่อขุนนางผู้สูงศักดิ์ที่สุดในสมัยนั้น
แขกหนึ่งในสามมาถึงลูกบอลนี้แล้วและ Rostovs ซึ่งควรจะอยู่ที่ลูกบอลนี้ยังคงเตรียมแต่งตัวอย่างเร่งรีบ
มีการพูดคุยและเตรียมตัวมากมายสำหรับลูกบอลนี้ในครอบครัว Rostov มีความกลัวมากมายว่าจะไม่ได้รับคำเชิญ ชุดจะไม่พร้อม และทุกอย่างจะไม่เป็นไปตามที่ต้องการ
ร่วมกับ Rostovs, Marya Ignatievna Peronskaya เพื่อนและญาติของเคาน์เตสสาวใช้ผู้มีเกียรติสีเหลืองผอมบางของศาลเก่าซึ่งเป็นผู้นำ Rostovs ประจำจังหวัดในสังคมที่สูงที่สุดในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กไปร่วมงานบอล
เมื่อเวลา 10.00 น. Rostovs ควรจะไปรับสาวใช้ที่ Tauride Garden; ทว่าเป็นเวลาห้านาทีจะสิบโมงแล้วและหญิงสาวยังไม่ได้แต่งตัว
นาตาชากำลังจะไปงานบอลใหญ่ครั้งแรกในชีวิตของเธอ วันนั้นเธอตื่นนอนตอน 8 โมงเช้า และมีไข้วิตกกังวลและทำกิจกรรมตลอดทั้งวัน พละกำลังทั้งหมดของเธอตั้งแต่เช้ามีจุดมุ่งหมายเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาทั้งหมด: เธอ, แม่, Sonya แต่งตัวในแบบที่ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ Sonya และคุณหญิงเชื่อใจเธออย่างสมบูรณ์ เคาน์เตสควรจะสวมชุดกำมะหยี่มาซากะ ทั้งสองสวมชุดสีขาวสโมคกี้บนสีชมพู ผ้าไหมคลุมด้วยดอกกุหลาบที่เสื้อท่อนบน ผมจะต้องหวี a la grecque [ในภาษากรีก]
ทุกสิ่งที่จำเป็นได้เสร็จสิ้นไปแล้ว ขา แขน คอ หูได้รับการล้าง ฉีดน้ำหอม และทาแป้งอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ เหมือนห้องบอลรูม พวกเขาสวมผ้าไหม ถุงน่องตาข่าย และรองเท้าผ้าซาตินสีขาวพร้อมคันธนูอยู่แล้ว ทรงผมก็เกือบจะเสร็จแล้ว ซอนยาแต่งตัวเสร็จและคุณหญิงก็เช่นกัน แต่นาตาชาที่ทำงานเพื่อทุกคนกลับถูกทิ้งไว้ข้างหลัง เธอยังคงนั่งอยู่หน้ากระจกโดยมีเสื้อเพนวาพาดไหล่เรียวของเธอ Sonya แต่งตัวเรียบร้อยแล้วยืนอยู่กลางห้องแล้วกดนิ้วเล็ก ๆ ของเธออย่างเจ็บปวดแล้วปักริบบิ้นเส้นสุดท้ายที่ส่งเสียงแหลมไว้ใต้หมุด

น้ำเป็นหนึ่งในสารที่น่าทึ่งที่สุด แม้จะมีการใช้อย่างแพร่หลายและแพร่หลาย แต่ก็ยังคงเป็นความลึกลับที่แท้จริงของธรรมชาติ เนื่องจากน้ำเป็นหนึ่งในสารประกอบออกซิเจน ดูเหมือนว่าน้ำควรมีลักษณะที่ต่ำมาก เช่น การแช่แข็ง ความร้อนของการกลายเป็นไอ เป็นต้น แต่สิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น ความจุความร้อนของน้ำเพียงอย่างเดียวนั้นสูงมากถึงแม้จะมีทุกอย่างก็ตาม

น้ำสามารถดูดซับความร้อนจำนวนมหาศาลได้ในขณะที่แทบไม่ร้อนขึ้น - นี่คือคุณสมบัติทางกายภาพ น้ำมีมากกว่าความจุความร้อนของทรายประมาณห้าเท่า และสูงกว่าเหล็กประมาณสิบเท่า ดังนั้นน้ำจึงเป็นสารหล่อเย็นตามธรรมชาติ ความสามารถในการสะสมพลังงานจำนวนมากช่วยให้สามารถลดความผันผวนของอุณหภูมิบนพื้นผิวโลกและควบคุมระบบการระบายความร้อนทั่วโลกได้ และสิ่งนี้จะเกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาของปี

คุณสมบัติพิเศษของน้ำช่วยให้สามารถใช้เป็นสารหล่อเย็นในอุตสาหกรรมและที่บ้านได้ นอกจากนี้น้ำยังเป็นวัตถุดิบที่หาได้ทั่วไปและมีราคาค่อนข้างถูกอีกด้วย

ความจุความร้อนหมายถึงอะไร? ดังที่ทราบจากหลักสูตรอุณหพลศาสตร์ การถ่ายเทความร้อนมักเกิดขึ้นจากวัตถุที่ร้อนไปสู่วัตถุที่เย็น ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงการถ่ายเทความร้อนจำนวนหนึ่ง และอุณหภูมิของวัตถุทั้งสองซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสถานะนั้น แสดงให้เห็นทิศทางของการแลกเปลี่ยนนี้ ในกระบวนการของตัวโลหะที่มีน้ำที่มีมวลเท่ากันที่อุณหภูมิเริ่มต้นเท่ากัน โลหะจะเปลี่ยนอุณหภูมิมากกว่าน้ำหลายเท่า

หากเรายึดถือหลักการพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ - ของวัตถุทั้งสอง (แยกออกจากกัน) ในระหว่างการแลกเปลี่ยนความร้อน วัตถุหนึ่งจะปล่อยออกมาและอีกวัตถุหนึ่งจะได้รับความร้อนในปริมาณที่เท่ากัน จะเห็นได้ชัดว่าโลหะและน้ำมีความร้อนที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ความจุ

ดังนั้นความจุความร้อนของน้ำ (เช่นเดียวกับสารใด ๆ ) จึงเป็นตัวบ่งชี้ที่แสดงถึงความสามารถของสารที่กำหนดในการให้ (หรือรับ) บางสิ่งบางอย่างเมื่อทำความเย็น (ความร้อน) ต่ออุณหภูมิหน่วย

ความจุความร้อนจำเพาะของสารคือปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนหน่วยของสารนี้ (1 กิโลกรัม) ขึ้น 1 องศา

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับโดยร่างกายจะเท่ากับผลคูณของความจุความร้อนจำเพาะ มวล และอุณหภูมิที่ต่างกัน มันวัดเป็นแคลอรี่ หนึ่งแคลอรี่คือปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ 1 กรัมร้อนขึ้น 1 องศาพอดี สำหรับการเปรียบเทียบ: ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศคือ 0.24 cal/g ∙°C อะลูมิเนียม - 0.22 เหล็ก - 0.11 ปรอท - 0.03

ความจุความร้อนของน้ำไม่คงที่ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 0 ถึง 40 องศาจะลดลงเล็กน้อย (จาก 1.0074 เป็น 0.9980) ในขณะที่สารอื่น ๆ ทั้งหมดลักษณะนี้จะเพิ่มขึ้นในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน นอกจากนี้ยังสามารถลดลงได้ด้วยแรงกดดันที่เพิ่มขึ้น (ที่ระดับความลึก)

ดังที่คุณทราบ น้ำมีการรวมตัวสามสถานะ ได้แก่ ของเหลว ของแข็ง (น้ำแข็ง) และก๊าซ (ไอน้ำ) ในขณะเดียวกัน ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งก็ต่ำกว่าน้ำประมาณ 2 เท่า นี่คือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างน้ำกับสารอื่น ๆ ซึ่งค่าความร้อนจำเพาะซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงในสถานะของแข็งและหลอมเหลว ความลับคืออะไร?

ความจริงก็คือน้ำแข็งมีโครงสร้างผลึกซึ่งไม่ยุบตัวทันทีเมื่อถูกความร้อน น้ำประกอบด้วยอนุภาคน้ำแข็งขนาดเล็กที่ประกอบด้วยโมเลกุลหลายโมเลกุลที่เรียกว่าสารร่วม เมื่อน้ำร้อน ส่วนหนึ่งของน้ำจะถูกใช้เพื่อทำลายพันธะไฮโดรเจนในรูปแบบเหล่านี้ สิ่งนี้อธิบายถึงความจุความร้อนที่สูงผิดปกติของน้ำ พันธะระหว่างโมเลกุลจะถูกทำลายอย่างสมบูรณ์เมื่อน้ำเปลี่ยนเป็นไอน้ำเท่านั้น

ความจุความร้อนจำเพาะที่อุณหภูมิ 100° C แทบไม่ต่างจากความจุความร้อนของน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0° C นี่เป็นการยืนยันความถูกต้องของคำอธิบายนี้อีกครั้ง ความจุความร้อนของไอน้ำ เช่นเดียวกับความจุความร้อนของน้ำแข็ง ปัจจุบันได้รับการศึกษาได้ดีกว่าน้ำมาก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถบรรลุฉันทามติได้

การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในจากการทำงานมีลักษณะเฉพาะตามปริมาณงาน กล่าวคือ งานคือการวัดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในในกระบวนการที่กำหนด การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกายระหว่างการถ่ายเทความร้อนมีลักษณะเป็นปริมาณที่เรียกว่าปริมาณความร้อน

คือการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในร่างกายระหว่างกระบวนการถ่ายเทความร้อนโดยไม่ได้ทำงาน ปริมาณความร้อนจะระบุด้วยตัวอักษร ถาม .

งาน พลังงานภายใน และความร้อน วัดกันในหน่วยเดียวกัน - จูล ( เจ) เช่นเดียวกับพลังงานชนิดใดๆ

ในการวัดความร้อน ก่อนหน้านี้หน่วยพลังงานพิเศษถูกใช้เป็นหน่วยปริมาณความร้อน - แคลอรี่ ( อุจจาระ) เท่ากับ ปริมาณความร้อนที่ต้องทำให้น้ำ 1 กรัมร้อนขึ้น 1 องศาเซลเซียส (แม่นยำยิ่งขึ้นจาก 19.5 ถึง 20.5 ° C) ปัจจุบันหน่วยนี้ใช้ในการคำนวณปริมาณการใช้ความร้อน (พลังงานความร้อน) ในอาคารอพาร์ตเมนต์ มีการทดลองสร้างความเทียบเท่าเชิงกลของความร้อน - ความสัมพันธ์ระหว่างแคลอรี่และจูล: 1 แคลอรี่ = 4.2 เจ.

เมื่อร่างกายถ่ายเทความร้อนจำนวนหนึ่งโดยไม่ทำงาน พลังงานภายในของมันจะเพิ่มขึ้น ถ้าร่างกายปล่อยความร้อนออกมาในระดับหนึ่ง พลังงานภายในก็จะลดลง

หากคุณเทน้ำ 100 กรัมลงในภาชนะที่เหมือนกันสองใบ โดยใบหนึ่งและอีกใบ 400 กรัมที่อุณหภูมิเดียวกันและวางไว้บนเตาที่เหมือนกัน น้ำในภาชนะใบแรกจะเดือดเร็วขึ้น ดังนั้น ยิ่งมวลกายมีมาก ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการวอร์มก็มากขึ้นตามไปด้วย การระบายความร้อนก็เหมือนกัน

ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกายยังขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ร่างกายสร้างขึ้นด้วย การขึ้นอยู่กับปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกายกับประเภทของสารนี้มีลักษณะเป็นปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่า ความจุความร้อนจำเพาะ สาร

คือปริมาณทางกายภาพเท่ากับปริมาณความร้อนที่ต้องให้สาร 1 กิโลกรัมเพื่อให้ความร้อนขึ้น 1 °C (หรือ 1 K) สาร 1 กิโลกรัมจะปล่อยความร้อนในปริมาณเท่ากันเมื่อถูกทำให้เย็นลง 1 °C

ความจุความร้อนจำเพาะถูกกำหนดโดยตัวอักษร กับ- หน่วยความจุความร้อนจำเพาะคือ 1 เจ/กก. °Cหรือ 1 J/kg °K

ความจุความร้อนจำเพาะของสารถูกกำหนดโดยการทดลอง ของเหลวมีความจุความร้อนจำเพาะสูงกว่าโลหะ น้ำมีความร้อนจำเพาะสูงสุด ส่วนทองคำมีความร้อนจำเพาะน้อยมาก

เนื่องจากปริมาณความร้อนเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกาย จึงอาจกล่าวได้ว่าความจุความร้อนจำเพาะแสดงให้เห็นว่าพลังงานภายในเปลี่ยนแปลงไปมากเพียงใด 1 กกสารเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป 1 องศาเซลเซียส- โดยเฉพาะอย่างยิ่งพลังงานภายในของตะกั่ว 1 กิโลกรัมจะเพิ่มขึ้น 140 J เมื่อได้รับความร้อน 1 °C และลดลง 140 J เมื่อเย็นลง

ถามจำเป็นต้องให้ความร้อนแก่ร่างกายที่มีมวล มเกี่ยวกับอุณหภูมิ อุณหภูมิ 1 °Cจนถึงอุณหภูมิ อุณหภูมิ 2 องศาเซลเซียสเท่ากับผลคูณของความจุความร้อนจำเพาะของสาร มวลกาย และความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น กล่าวคือ

Q = ค ∙ ม. (เสื้อ 2 - เสื้อ 1)

สูตรเดียวกันนี้ใช้ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ร่างกายปล่อยออกมาเมื่อเย็นลง เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่ควรลบอุณหภูมิสุดท้ายออกจากอุณหภูมิเริ่มต้น เช่น ลบอุณหภูมิที่น้อยกว่าออกจากอุณหภูมิที่ใหญ่กว่า

นี่คือบทสรุปของหัวข้อ “ปริมาณความร้อน ความร้อนจำเพาะ"- เลือกขั้นตอนถัดไป:

• ไปที่บทสรุปถัดไป: