Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Английский язык Русский язык Геометрия Физика Всеобщая история Обществознание География Биология
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга История

Удельная теплоемкость

Содержание

    Вам уже известно, что количество теплоты зависит от массы вещества, разности температур и рода вещества. Количество теплоты ($Q$) в СИ измеряется в джоулях ($Дж$).

    Возьмем два тела одинаковой массы и температуры, но из разных веществ. Логично, что для их нагрева на $1 \degree C$ потребуется разное количество теплоты. В этом случае у нас разный род веществ, из которых состоят тела. Здесь мы вводим новое понятие – удельная теплоемкость вещества. 

    В данном уроке мы рассмотрим это новое для нас определение, узнаем его физическое значение, познакомимся с удельной теплоемкостью различных веществ.

    Удельная теплоемкость вещества

    Удельная теплоемкость вещества – это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой $1 \space кг$ для того, чтобы его температура изменилась на $1 \degree C$

    Рассмотрим на примерах, как удельная теплоемкость характеризует вещество.

    Возьмем $1 \space кг$ воды и нагреем его на $1 \degree C$ (рисунок 1). 

    Рисунок 1. Определение удельной теплоемкости воды.

    Для этого нам понадобится $4200 \space Дж$. Именно это количество теплоты и будет определять удельную теплоемкость воды.

    А теперь нагреем на $1 \degree C$ кусок свинца массой $1 \space кг$ (рисунок 2).

    Рисунок 2. Определение удельной теплоемкости свинца.

    В этот раз нам потребуется затратить $140 \space Дж$. Это значение ожидаемо отличается от количества теплоты, затраченное на нагревание воды. Тем не менее, это количество теплоты так же будет характеризовать удельную теплоемкость свинца.

    Единица измерения удельной теплоемкости

    Удельная теплоемкость обозначается буквой $c$.

    Измеряется удельная теплоемкость вещества в $\frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$.

    Рассмотрим эту единицу измерения на примере графита. Его удельная теплоемкость равна $750 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$. Что это означает?

    Из этого значения мы можем сказать, что:

    1. Для нагревания куска графита массой $1 \space кг$ на $1 \degree C$ нам необходимо затратить количество теплоты, равное $750 \space Дж$
    2. При охлаждении куска графиты массой $1 \space кг$ на $1 \degree C$ будет выделяться количество теплоты, равное $750 \space Дж$
    3. При изменении температуры куска графита массой $1 \space кг$ на $1 \degree C$ он будет или поглощать, или выделять количество теплоты, равное $750 \space Дж$

    Табличные значения удельной теплоемкости

    Существуют уже известные значения удельной теплоемкости различных веществ. Они представлены таблице 1.

    Вещество$c, \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$ Вещество $c, \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$
    Золото130Песок820
    Ртуть140Стекло840
    Свинец140Кирпич880
    Олово230Алюминий920
    Серебро250Масло подсолнечное1700
    Медь400Лед2100
    Цинк400Керосин2100
    Латунь400Эфир2350
    Железо460Дерево (дуб)2400
    Сталь500Спирт2500
    Чугун540Вода4200
    Графит750Гелий5200
    Таблица 1. Удельные теплоемкости некоторых веществ.

    Вода имеет почти самую большую теплоемкость в таблице – $4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$. Это означает, что вода, находящаяся в морях и океанах, поглощает большое количество теплоты, нагреваясь летом. Зимой воды начинает остывать и отдавать большое количество теплоты. Поэтому, в местностях, которые расположены в непосредственной близости от воды, летом не бывает очень жарко, а зимой не бывает очень холодно. По этой же причине воду широко используют в технике (например, охлаждение деталей во время их обработки) и быту (отопительный системы помещений).

    Песок имеет небольшую теплоемкость – $820 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$. Он быстро нагревается и быстро остывает. Поэтому в пустыне днем очень жарко, а ночью температура может опуститься почти ниже $0 \degree C$. 

    Удельная теплоемкость и агрегатные состояния вещества

    Давайте взглянем в таблицу 1 и сравним значения удельной теплоемкости льда и воды.

    Удельная теплоемкость льда – $ 2100 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$, а воды – $4200 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$. Но мы знаем, что одно и то же вещество в разных агрегатных состояниях.

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

    Например, при $-120 \degree C$ ртуть будет находиться в твердом состоянии. Ее удельная теплоемкость будет равна $129 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$. В жидком же состоянии удельная теплоемкость ртути равна $138 \frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$.

    5
    5
    5Количество энергии, полученное за урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Вопросы
    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение