הגדרת קיבולת חום ספציפית

קיבולת חום ספציפית היא כמות ה- חוםאנרגיה נדרש להעלות את טמפרטורה של חומר ליחידה של מסה. יכולת החום הספציפית של חומר היא תכונה פיזית. זוהי גם דוגמא לנכס נרחב שכן ערכו פרופורציונאלי לגודל המערכת הנבדקת.

טעימות עיקריות: קיבולת חום ספציפית

יכולת חום ספציפית היא כמות החום הדרושה להעלאת הטמפרטורה למסת יחידה.
בדרך כלל זה החום בג'ולס הנדרש כדי להעלות את הטמפרטורה של גרם אחד מדגם קלווין 1 או צלזיוס 1.
למים קיבולת חום ספציפית גבוהה במיוחד, מה שמאפשר את זה לוויסות הטמפרטורה.

בתוךSI יחידות, קיבולת חום ספציפית (סמל: ג) היא כמות החום הנמצאת בתוך ג'ולס נדרש לגייס 1 גרם של חומר 1 קלווין. זה עשוי לבוא לידי ביטוי כ- J / kg · K. ניתן לדווח על יכולת חום ספציפית גם ביחידות הקלוריות לכל גרם מעלות צלזיוס. ערכים קשורים הם קיבולת חום טוחנת, הבאה לידי ביטוי ב- J / mol · K, וקיבולת חום נפחית, הניתנת ב- J / m³· K.

קיבולת החום מוגדרת כיחס בין כמות האנרגיה המועברת לחומר ושינוי הטמפרטורה המיוצר:

C = Q / ΔT

כאשר C הוא קיבולת חום, Q הוא אנרגיה (שבא לידי ביטוי בדרך כלל בג'אול), ו- T הוא שינוי הטמפרטורה (בדרך כלל במעלות צלזיוס או בקלווין). לחלופין, ניתן לכתוב את המשוואה:

instagram viewer

Q = CmΔT

יכולת חום וקיבולת ספציפית קשורים לפי מסה:

C = m * S

כאשר C הוא קיבולת חום, m הוא מסה של חומר, ו- S הוא חום ספציפי. שימו לב מכיוון שחום ספציפי הוא לכל מסת יחידה, ערכו אינו משתנה, לא משנה גודל המדגם. אז, החום הספציפי של גלון מים זהה לחום הספציפי של טיפת מים.

חשוב לציין את הקשר בין חום נוסף, חום ספציפי, מסה ושינוי טמפרטורה אינו חל במהלך שינוי שלב. הסיבה לכך היא מכיוון שחום שנוסף או מוסר בשינוי פאזה אינו משנה את הטמפרטורה.

ידוע גם כ: חום ספציפי, חום ספציפי להמסה, קיבולת תרמית

למים קיבולת חום ספציפית של 4.18 J (או 1 קלוריות / גרם מעלות צלזיוס). זהו ערך גבוה בהרבה מזה של רוב החומרים האחרים, מה שהופך את המים לטובים במיוחד בטמפרטורת ויסות. לעומת זאת, לנחושת קיבולת חום ספציפית של 0.39 J.

טבלה של מחממות וקיבולי חום נפוצים ספציפיים

תרשים זה של ערכי חום וקיבולת חום ספציפיים אמור לעזור לך לקבל הבנה טובה יותר של סוגי החומרים המוליכים חום בקלות לעומת אלה שאינם. כפי שניתן לצפות, למתכות יש חום נמוך יחסית.

חומר	חום ספציפי (J / g ° C)	קיבולת חום (J / ° C למשך 100 גר ')
זהב	0.129	12.9
כספית	0.140	14.0
נחושת	0.385	38.5
ברזל	0.450	45.0
מלח (Nacl)	0.864	86.4
אלומיניום	0.902	90.2
אוויר	1.01	101
קרח	2.03	203
מים	4.179	417.9

מקורות

האלידיי, דוד; רזניק, רוברט (2013). יסודות הפיזיקה. וויילי. ע. 524.
קיטל, צ'ארלס (2005). מבוא לפיזיקה של מצב מוצק (מהדורה 8). הובוקן, ניו ג'רזי, ארה"ב: ג'ון וויילי ובניו. ע. 141. ISBN 0-471-41526-X.
ליידר, קית ג'. (1993). עולם הכימיה הפיזית. הוצאת אוניברסיטת אוקספורד. ISBN 0-19-855919-4.
חסר א. סנגל ומייקל א. Boles (2010). תרמודינמיקה: גישה הנדסית (מהדורה 7). מקגרו-היל. ISBN 007-352932-X.