Как найти удельную теплоемкость металла если

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача. Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание
Q = cm(tконечная — tначальная)
Охлаждение
Q = cm(tначальная — tконечная)
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
m — масса [кг]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Виды теплопередачи

Теплопередача — процесс передачи теплоты (обмена энергией).

Здесь все совсем несложно, видов всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Как найти удельную теплоемкость металла если

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Если мы греемся у камина, то получаем тепло конвекцией или излучением?????

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Удельная теплоемкость: понятие и формула для расчета

Формулы количества теплоты для нагревания и охлаждения мы уже разбирали, но давайте еще раз:

Нагревание
Q = cm(tконечная — tначальная)
Охлаждение
Q = cm(tначальная — tконечная)
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
m — масса [кг]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует такая величина, как удельная теплоемкость. По сути своей — это способность материала получать или отдавать тепло.

С точки зрения математики удельная теплоемкость вещества — это количество теплоты, которое надо к нему подвести, чтобы изменить температуру 1 кг вещества на 1 градус Цельсия:

Удельная теплоемкость вещества
c= Q/m(tконечная — tначальная)
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
m — масса [кг]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]

Также ее можно рассчитать через теплоемкость вещества:

Удельная теплоемкость вещества
c= C/m
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
C — теплоемкость вещества [Дж/˚C]
m — масса [кг]

Величины теплоемкость и удельная теплоемкость означают практически одно и то же. Отличие в том, что теплоемкость — это способность всего вещества к передаче тепла. То есть формулу количества теплоты для нагревания тела можно записать в таком виде:

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела
Q = C(tконечная — tначальная)
Q — количество теплоты [Дж]
c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]
m — масса [кг]
tконечная — конечная температура [˚C]
tначальная — начальная температура [˚C]

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Газы	C, Дж/(кг·К)
Азот N2	1051
Аммиак NH3	2244
Аргон Ar	523
Ацетилен C2H2	1683
Водород H2	14270
Воздух	1005
Гелий He	5296
Кислород O2	913
Криптон Kr	251
Ксенон Xe	159
Метан CH4	2483
Неон Ne	1038
Оксид азота N2O	913
Оксид азота NO	976
Оксид серы SO2	625
Оксид углерода CO	1043
Пропан C3H8	1863
Сероводород H2S	1026
Углекислый газ CO2	837
Хлор Cl	520
Этан C2H6	1729
Этилен C2H4	1528

Металлы и сплавы	C, Дж/(кг·К)
Алюминий Al	897
Бронза алюминиевая	420
Бронза оловянистая	380
Вольфрам W	134
Дюралюминий	880
Железо Fe	452
Золото Au	129
Константан	410
Латунь	378
Манганин	420
Медь Cu	383
Никель Ni	443
Нихром	460
Олово Sn	228
Платина Pt	133
Ртуть Hg	139
Свинец Pb	128
Серебро Ag	235
Сталь стержневая арматурная	482
Сталь углеродистая	468
Сталь хромистая	460
Титан Ti	520
Уран U	116
Цинк Zn	385
Чугун белый	540
Чугун серый	470

Жидкости	Cp, Дж/(кг·К)
Азотная кислота (100%-ная) NH3	1720
Бензин	2090
Вода	4182
Вода морская	3936
Водный раствор хлорида натрия (25%-ный)	3300
Глицерин	2430
Керосин	2085…2220
Масло подсолнечное рафинированное	1775
Молоко	3906
Нефть	2100
Парафин жидкий (при 50С)	3000
Серная кислота (100%-ная) H2SO4	1380
Скипидар	1800
Спирт метиловый (метанол)	2470
Спирт этиловый (этанол)	2470
Топливо дизельное (солярка)	2010

Задача
Какое твердое вещество массой 2 кг можно нагреть на 10 ˚C, сообщив ему количество теплоты, равное 7560 Дж?
Решение:
Используем формулу для нахождения удельной теплоемкости вещества:
c= Q/m(tконечная — tначальная)
Подставим значения из условия задачи:
c= 7560/2*10 = 7560/20 = 378 Дж/кг*˚C
Смотрим в таблицу удельных теплоемкостей для металлов и находим нужное значение.

Металлы и сплавы	C, Дж/(кг·К)
Алюминий Al	897
Бронза алюминиевая	420
Бронза оловянистая	380
Вольфрам W	134
Дюралюминий	880
Железо Fe	452
Золото Au	129
Константан	410
Латунь	378
Манганин	420
Медь Cu	383
Никель Ni	443
Нихром	460
Олово Sn	228
Платина Pt	133
Ртуть Hg	139
Свинец Pb	128
Серебро Ag	235
Сталь стержневая арматурная	482
Сталь углеродистая	468
Сталь хромистая	460
Титан Ti	520
Уран U	116
Цинк Zn	385
Чугун белый	540
Чугун серый	470

Ответ: латунь

Удельная теплоёмкость — урок. Физика, 8 класс

Для того чтобы нагреть на определённую величину тела, взятые при одинаковой температуре, изготовленные из различных веществ, но имеющие одинаковую массу, требуется разное количество теплоты.

Пример:

Для нагревания (1) кг воды на (1 )°C требуется количество теплоты, равное (4200) Дж. А если нагревать (1) кг цинка на (1) °C, то потребуется всего (400) Дж.

Удельная теплоёмкость вещества — физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой (1) кг для того, чтобы его температура изменилась на (1~°C).([c]=1frac{Дж}{кг cdot °C}).

Пример:

По таблице удельной теплоёмкости твёрдых веществ находим, что удельная теплоёмкость алюминия составляет (c(Al)=920 frac{Дж}{кг cdot °C}). Поэтому при охлаждении (1) килограмма алюминия на (1) градус Цельсия ((°C)) выделяется (920) джоулей энергии. Столько же необходимо для нагревания (1) килограмма на алюминия на (1) градус Цельсия ((°C)).

Ниже представлены значения удельной теплоёмкости для некоторых веществ.

Твёрдые вещества

Вещество	(c),Дж/(кг·°С)
Алюминий	(920)
Бетон	(880)
Дерево	(2700)
Железо,сталь	(460)
Золото	(130)
Кирпич	(750)
Латунь	(380)
Лёд	(2100)
Медь	(380)
Нафталин	(1300)
Олово	(230)
Парафин	(3200)
Песок	(970)
Платина	(130)
Свинец	(120)
Серебро	(240)
Стекло	(840)
Цемент	(800)
Цинк	(400)
Чугун	(550)
Сера	(710)

Жидкости

Вещество	(c),Дж/(кг·°C)
Вода	(4200)
Глицерин	(2400)
Железо	(830)
Керосин	(2140)
Маслоподсолнечное	(1700)
Маслотрансформаторное	(2000)
Ртуть	(120)
Спиртэтиловый	(2400)
Эфирсерный	(2300)

Газы (при постоянном давлении и температуре (20) °С)

Вещество	(c),Дж/(кг·°C)
Азот	(1000)
Аммиак	(2100)
Водород	(14300)
Водянойпар	(2200)
Воздух	(1000)
Гелий	(5200)
Кислород	(920)
Углекислыйгаз	(830)

Удельная теплоемкость реальных газов, в отличие от идеальных газов, зависит от давления и температуры. И если зависимостью удельной теплоемкости реальных газов от давления в практических задачах можно пренебречь, то зависимость удельной теплоемкости газов от температуры необходимо учитывать, поскольку она очень существенна.

Обрати внимание!

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

Пример:

Вода в жидком состоянии имеет удельную теплоёмкость, равную (4200) Дж/(кг·°С), в твёрдом состоянии (лёд) — (2100) Дж/(кг·°С), в газообразном состоянии (водяной пар) — (2200) Дж/(кг·°С).

Вода — вещество особенное, обладающее самой высокой среди жидкостей удельной теплоёмкостью. Но самое интересное, что теплоёмкость воды снижается при температуре от (0) °С до (37) °С и снова растёт при дальнейшем нагревании (рис. 1).

Как найти удельную теплоемкость металла если

Рис. 1. График удельной теплоемкости воды

В связи с этим вода в морях и океанах, нагреваясь летом, поглощает из окружающей среды огромное количество теплоты. А зимой вода остывает и отдаёт в окружающую среду большое количество теплоты. Данное явление оказывает на климат данного региона. Летом здесь нет изнуряющей жары, а зимой — лютых морозов.

Высокая удельная теплоёмкость воды нашла широкое применение в различных областях: от медицинских грелок до систем отопления и охлаждения.

Не задумывались ли вы, почему воду используют при тушении пожаров? Из-за большой теплоемкости. При соприкосновении с горящим предметом вода забирает у него большое количество теплоты. Оно значительно больше, чем при использовании такого же количества любой другой жидкости.

Помимо непосредственного отвода тепла, вода гасит пламя ещё и косвенным образом. Водяной пар, образующийся при контакте с огнём, окутывает горящее тело, предотвращая поступление кислорода, без которого горение невозможно.

Какой водой эффективнее тушить огонь: горячей или холодной? Горячая вода тушит огонь быстрее, чем холодная. Дело в том, что нагретая вода скорее превратится в пар, а значит, и отсечёт поступление воздуха к горящему объекту.

Источники:

Рис. 1. Epop — собственная работа, Общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10750129.

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах

Представлена таблица значений массовой удельной теплоемкости металлов при различных температурах и постоянном давлении. Теплоемкость металлов в таблице указана при отрицательных и положительных температурах (от -253 до 3422°С). Определить удельную теплоемкость металла можно как величину, численно равную количеству теплоты, которое необходимо подвести к единице массы металла для увеличения его температуры на один градус.

Какова удельная теплоемкость металла? При средних и высоких температурах абсолютные значения и температурные зависимости удельной теплоемкости металлов различаются достаточно сильно.

Так, при комнатных температурах наибольшей удельной теплоемкостью отличается литий — она равна 3390 Дж/(кг·град) при температуре 20°С.

Также к металлам с высокой теплоемкостью при средних (до 350°С) температурах можно отнести такие металлы, как магний, алюминий, бериллий, натрий, плутоний.

Наименьшим значением теплоемкости обладают металлы с высокой атомной массой, например торий и уран. Удельная теплоемкость этих металлов равна, соответственно 113 и 116 Дж/(кг·град).

Несмотря на столь большой диапазон изменения этой величины, имеют место некоторые схожие значения, наиболее хорошо прослеживающиеся для металлов одной подгруппы, что является следствием периодической системы Менделеева.

Следует отметить, что при низких отрицательных температурах металлы также имеют широкий диапазон значений теплоемкости.

Например, при температуре -173°С по данным таблицы минимальной теплоемкостью обладает вольфрам. Теплоемкость вольфрама при этой температуре равна всего 87 Дж/(кг·град).

Металлом с самой высокой теплоемкостью при отрицательных температурах является все тот же литий, имеющий низкую атомную массу.

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах — таблица

Металл
Температура,°С
Удельная теплоемкость, Дж/(кг·град)

Алюминий Al	-173…27…127…327…527…661…727…1127…1327	483…904…951…1037…1154…1177…1177…1177…1177
Барий Ba	-173…27…127…327…527…729…927…1327	177…206…249…290…316…300…292…278
Бериллий Be	-173…27…127…327…527…727…927…1127…1287…1327	203…1833…2179…2559…2825…3060…3281…3497…3329…3329
Ванадий V	27…127…327…527…727…927…1127…1527…1947	484…503…531…557…585…617…655…744…895
Висмут Bi	27…127…272…327…527…727	122…127…146…141…135…131
Вольфрам W	-173…27…127…327…727…1127…1527…2127…2527…3127…3422	87…132…136…141…148…157…166…189…208…245…245
Гадолиний Gd	27…127…327…527…727…1127…1312	236…179…185…196…207…235…179
Галлий Ga	-173…27…30…127…327…527…727	266…384…410…394…382…378…376
Гафний Hf	27…127…327…527…727…927…1127…1527…2127…2233	144…147…156…165…169…183…192…211…202…247
Гольмий Ho	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1470…1527	165…169…172…176…193…218…251…292…266…266
Диспрозий Dy	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1409…1527	173…172…174…188…210…230…274…296…307…307
Европий Eu	27…127…327…527…727…826…1127	179…184…200…217…250…251…251
Железо Fe	-173…27…127…327…527…727…1127…1327…1537	216…450…490…572…678…990…639…670…830
Золото Au	27…127…327…527…727…927…1105…1127	129…131…135…140…145…155…170…166
Индий In	-223…-173…27…127…157…327…527…727	162…203…235…250…256…245…240…237
Иридий Ir	27…127…327…527…727…927…1127…1327…2127…2450	130…133…138…144…153…161…168…176…206…218
Иттербий Yb	27…127…427…527…727…820…927	155…159…175…178…208…219…219
Иттрий Y	27…127…327…527…727…1127…1327…1522	298…305…321…338…355…389…406…477
Кадмий Cd	27…127…321…327…527	231…242…265…265…265
Калий K	-173…-53…0…20…63…100…300…500…700	631…690…730…760…846…817…775…766…775
Кальций Ca	-173…27…127…327…527…727…842…1127	500…647…670…758…843…991…774…774
Кобальт Co	27…127…327…527…727…1127…1327…1497…1727	421…451…504…551…628…800…650…688…688
Лантан La	27…127…327…527…727…920	195…197…200…218…238…236
Литий Li	-187…20…100…300…500…800	2269…3390…3789…4237…4421…4572
Лютеций Lu	27…127…327…527…727…1127…1327…1650	153…153…156…163…173…207…229…274
Магний Mg	-173…27…127…327…527…650…727…1127	648…1025…1070…1157…1240…1410…1391…1330
Марганец Mn	-173…27…127…327…527…727…1127…1246…1327	271…478…517…581…622…685…789…838…838
Медь Cu	27…127…327…527…727…927…1085…1327	385…398…417…433…451…481…514…514
Молибден Mo	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2623	250…262…276…285…294…320…337…357…379…434…418
Мышьяк As	-253…-233…-193…-123…-23…127…327…727	15…75…175…275…314…339…354…383
Натрий Na	-173…-53…-13…20…100…300…500…700	977..1180…1200…1221…1385…1280…1270…1275
Неодим Nd	27…127…327…527…727…927…1024…1127	190…200…223…253…291…309…338…338
Нептуний Np	127	147
Никель Ni	-173…-50…20…100…300…500…800…1000…1300…1455	423…442…457…470…502…530…565…580…586…735
Ниобий Nb	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2477	263…274…285…293…301…322…335…350…366…404…450
Олово Sn	-173…27…127…232…327…527…727	187…229…244…248…242…236…235
Осмий Os	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927	130…132…136…140…144…152…156…160…164…168
Палладий Pd	27…127…327…527…727…927…1127…1527	244…249…256…264…277…291…306…343
Платина Pt	27…127…327…527…727…1127…1527…1772	133…136…141…147…152…163…174…178
Плутоний Pu	27…127…327…527…727	134…586…1500…2430…3340
Празеодим Pr	27…127…327…527…727…935	184…202…224…253…287…305
Радий Ra	950	136
Рений Re	27…127…327…527…727…927…1127…1327…1527…1927	136…139…145…151…157…163…168…174…180…192
Родий Rh	27…127…327…527…727…1127…1327…1727	243…253…273…293…311…342…355…376
Ртуть Hg	-223…-173…-73…-39…27…127…227…327	99…121…136…141…139…137…136…135
Рубидий Rb	-173…-73…20…40…127…327…527…727	299…321…356…364…361…356…359…368
Рутений Ru	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927…2334	238…241…251…265…278…306…325…346…367…389…414
Самарий Sm	27…127…327…527…727…1078…1227	197…221…272…293…300…313…334
Свинец Pb	-223…-173…-73..27…127…227…328…527…727	103…117…123…128…133…138…146…143…140
Серебро Ag	27…127…327…527…727…962…1127	235…239…250…256…277…310…310
Скандий Sc	27…127…327…527…727…1127…1541…1627	568…586…611…647…694…815…978…978
Стронций Sr	-173…27…127…327…527…768…1127	268…306…314…343…377…411…411
Сурьма Sb	-223…-173…27…127…327…527…630…927	100…163…209…213…224…234…275…275
Таллий Tl	-173…27…127…303…727	120…129…134…149…141
Тантал Ta	27…127…327…527…727…1127…1527…2127…2327…2727…3022	140…144…150…154…157…160…162…177…187…219…243
Тербий Tb	27…127…327…527…727…1127…1357	182…179…189…207…226…272…292
Технеций Tc	27…127…327…527…727…1127…1327…2127…2200	210…211…225…256…290…324…318…297…290
Титан Ti	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1671…1727	531…556…605…637…647…664…729…800…989…989
Торий Th	-173…27…127…327…527…727…1127…1327…1750…1927	98…113…117…124…132…140…155…163…198…198
Тулий Tm	27…127…327…527…727…1127…1327…1545	159…161…163…175…186…204…213…244
Уран U	-173…27…127…327…527…727…842…1127 1135…1327…1927	93…116…125…146…175…178…161…161…201…203…209
Хром Cr	25…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1907	453…482…517…558…614…764…849…936…1020…962
Цезий Cs	-173…27…29…127…327…527…727	194…244…246…241…226…219…225
Церий Ce	27…127…327…527…727…804…927	292…202…228…246…268…269…269
Цинк Zn	27…127…327…420…527…727	389…403…436…480…480…480
Цирконий Zr	27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1860	279…295…321…345…367…325…341…360…381…467
Эрбий Er	27…127…327…527…727…1127…1327…1505	168…169…174…181…192…220…238…231

Зависимость удельной теплоемкости металлов от температуры различна. Наиболее сильную зависимость теплоемкости от температуры имеют плутоний и бериллий.

Для многих металлов увеличение температуры приводит к постоянному росту их теплоемкости. У других металлов теплоемкость при нагревании увеличивается, а при достижении температуры плавления снижается или остается практически постоянной.

Удельная теплоемкость металлов в жидком (расплавленном) состоянии практически не меняется.

Металлы в таблице расположены в алфавитном порядке, величина теплоемкости соответствует указанным температурам, допускается интерполяция значений. Например, удельную теплоемкость алюминия при температуре 90°С можно определить по таблице следующим образом: 904+(951-904)/(127-27)*90=946,3 Дж/(кг·град).

Источники:

Р‘РѕР»СЊС€Р°СЏ РРЅС†РёРєР»РѕРїРµРґРёСЏ РќРµС„С‚Рё Рё Р“Р°Р·Р°

CС‚СЂР°РЅРёС†Р° 1

РЈРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° СЂР°РІРЅР° ( РІ РЎР�) 60 074.4 18 0 31 РґР¶ / Рі-РіСЂР°Рґ. [1]

РЈРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° РѕРїСЂРµРґРµР»СЏРµС‚СЃСЏ РёР· СѓСЂР°РІРЅРµРЅРёСЏ С‚РµРїР»РѕРІРѕРіРѕ Р±Р°Р»Р°РЅСЃР° РєР°Р»РѕСЂРёРјРµС‚СЂР°.

РњРµС‚Р°Р»Р» РјР°СЃСЃРѕР№ С‚ РЅР°РіСЂРµРІР°РµС‚СЃСЏ РґРѕ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂС‹ t2; РїРѕРјРµС‰РµРЅРЅС‹Р№ РІ РІРѕРґСѓ СЃ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂРѕР№ / 1 ( РѕРЅ РѕС…Р»Р°Р¶РґР°РµС‚СЃСЏ РґРѕ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂС‹ t3, РЅР°РіСЂРµРІР°СЏ РґРѕ СЌС‚РѕР№ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂС‹ РІРѕРґСѓ. [2]

РћРїСЂРµРґРµР»РµРЅРёРµ СѓРґРµР»СЊРЅРѕР№ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚Рё РјРµС‚Р°Р»Р»Р° РЅРµ С‚СЂРµР±СѓРµС‚ РІС‹СЃРѕРєРѕР№ С‚РѕС‡РЅРѕСЃС‚Рё, С‚Р°Рє РєР°Рє РїСЂР°РІРёР»Рѕ Р”СЋР»РѕРЅРіР° Рё РџС‚Рё РѕС‡РµРЅСЊ РїСЂРёР±Р»РёР¶РµРЅРЅРѕ.

РџРѕСЌС‚РѕРјСѓ РІ СЌРєСЃРїРµСЂРёРјРµРЅС‚Рµ РІ РєР°С‡РµСЃС‚РІРµ РєР°Р»РѕСЂРёРјРµС‚СЂР° РјРѕР¶РЅРѕ РІРѕСЃРїРѕР»СЊР·РѕРІР°С‚СЊСЃСЏ РґРІСѓРјСЏ-С‚СЂРµРјСЏ СЃС‚Р°РєР°РЅР°РјРё, СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕ РІСЃС‚Р°РІР»РµРЅРЅС‹РјРё РґСЂСѓРі РІ РґСЂСѓРіР°.

Р§С‚РѕР±С‹ СЃС‚Р°РєР°РЅС‹ РЅРµ СЃРѕРїСЂРёРєР°СЃР°Р»РёСЃСЊ, РёС… РЅСѓР¶РЅРѕ РѕС‚РґРµР»РёС‚СЊ РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР° РєРѕСЂРєРѕРІС‹РјРё РїСЂРѕР±РєР°РјРё, РїРѕСЂРѕР»РѕРЅРѕРј, РїРµРЅРѕРїР»Р°СЃС‚РѕРј РёР»Рё СЃР»РѕСЏРјРё Р±СѓРјР°РіРё. [3]

Р—РЅР°С‡РµРЅРёСЏ СѓРґРµР»СЊРЅС‹С… С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚РµР№ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° cl Рё РІРѕРґС‹ СЃ2 РЅР°С…РѕРґСЏС‚ РёР· СЃРїСЂР°РІРѕС‡РЅС‹С… С‚Р°Р±Р»РёС†. [4]

РЎСЂ — СѓРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р°; Ts-Р°Р±СЃРѕР»СЋС‚РЅР°СЏ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР° РїР»Р°РІР»РµРЅРёСЏ; G-РјРѕРґСѓР»СЊ СЃРґРІРёРіР°; Р• — РјРѕРґСѓР»СЊ СѓРїСЂСѓРіРѕСЃС‚Рё; Рђ — РјРµС…Р°РЅРёС‡РµСЃРєРёР№ СЌРєРІРёРІР°Р»РµРЅС‚ С‚РµРїР»РѕС‚С‹; Y — СѓРґРµР»СЊРЅС‹Р№ РІРµСЃ; Р — РїРѕСЃС‚РѕСЏРЅРЅС‹Р№ РєРѕСЌС„С„РёС†РёРµРЅС‚, СЂР°РІРЅС‹Р№ 8 5 РєР“ / РјРјРі. [5]

Р”Р»СЏ РѕРїСЂРµРґРµР»РµРЅРёСЏ СѓРґРµР»СЊРЅРѕР№ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚Рё РјРµС‚Р°Р»Р»Р° РЅРµРѕР±С…РѕРґРёРјРѕ РёРјРµС‚СЊ РєР°Р»РѕСЂРёРјРµС‚СЂ Рё РїСЂРёР±РѕСЂ РґР»СЏ РЅР°РіСЂРµРІР°РЅРёСЏ РјРµС‚Р°Р»Р»Р°.

Р’РЅСѓС‚СЂРµРЅРЅРёР№ СЃС‚Р°РєР°РЅ РґРѕР»Р¶РµРЅ Р±С‹С‚СЊ РµРјРєРѕСЃС‚СЊСЋ 100 РјР», СЃСЂРµРґРЅРёР№ — 300 — 400 РјР» Рё РЅР°СЂСѓР¶РЅС‹Р№ — 500 РјР».

Р’ РјР°Р»РµРЅСЊРєРёР№ СЃС‚Р°РєР°РЅ РЅР°Р»РёРІР°РµС‚СЃСЏ РІРѕРґР°, РѕСЃС‚Р°Р»СЊРЅС‹Рµ РЅРµРѕР±С…РѕРґРёРјС‹ РґР»СЏ СЃРѕР·РґР°РЅРёСЏ РІРѕР·РґСѓС€РЅРѕР№ С‚РµРїР»РѕРёР·РѕР»СЏС†РёРѕРЅРЅРѕР№ РїСЂРѕСЃР»РѕР№РєРё. [6]

РћРґРЅР°РєРѕ СЌРєСЃРїРµСЂРёРјРµРЅС‚Р°Р»СЊРЅС‹Рµ РёСЃСЃР»РµРґРѕРІР°РЅРёСЏ РїРѕРєР°Р·Р°Р»Рё, С‡С‚Рѕ Р·РЅР°С‡РµРЅРёСЏ СѓРґРµР»СЊРЅРѕР№ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚Рё РјРµС‚Р°Р»Р»Р° Р·РЅР°С‡РёС‚РµР»СЊРЅРѕ РјРµРЅСЊС€Рµ. [7]
РљР°Рє, РЅРµ РёРјРµСЏ РїРѕРґ СЂСѓРєР°РјРё С‚Р°Р±Р»РёС† СѓРґРµР»СЊРЅС‹С… С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚РµР№, РїСЂРёР±Р»РёР·РёС‚РµР»СЊРЅРѕ РѕС†РµРЅРёС‚СЊ СѓРґРµР»СЊРЅСѓСЋ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р°. [8]
РќР°Р№С‚Рё Р°С‚РѕРјРЅС‹Р№ РІРµСЃ РјРµС‚Р°Р»Р»Р°, РµРіРѕ РІР°Р»РµРЅС‚РЅРѕСЃС‚СЊ Рё С„РѕСЂРјСѓР»Сѓ С…Р»РѕСЂРёРґР°, РµСЃР»Рё РёР·РІРµСЃС‚РЅРѕ, С‡С‚Рѕ СѓРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° 0 057 РєР°Р» / Рі-РіСЂР°Рґ, Р° С…Р»РѕСЂРёРґ СЃРѕРґРµСЂР¶РёС‚ 61 2 %: РјРµС‚Р°Р»Р»Р° Рё 38 8 % С…Р»РѕСЂР°. [9]
РЎ РїРѕРјРѕС‰СЊСЋ СЂР°СЃСЃРјРѕС‚СЂРµРЅРЅРѕРіРѕ РїСЂРёР±РѕСЂР° РёР·РјРµСЂСЏР»РёСЃСЊ РєРѕСЌС„С„РёС†РёРµРЅС‚С‹ С‚РµРїР»РѕРїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕСЃС‚Рё РїРѕР»СѓРїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРІС‹С… Рё С‚РµРїР»РѕРёР·РѕР»СЏС†РёРѕРЅРЅС‹С… РјР°С‚РµСЂРёР°Р»РѕРІ РїСЂРё С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР°С… РѕС‚ — 80 РґРѕ 400 РЎ Рё СѓРґРµР»СЊРЅС‹Рµ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚Рё РјРµС‚Р°Р»Р»РѕРІ Рё РїРѕР»СѓРїСЂРѕРІРѕРґРЅРёРєРѕРІ РїСЂРё С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР°С… РѕС‚ 20 РґРѕ 500 РЎ. [10]
Р•СЃР»Рё РјРµС‚Р°Р»Р» РЅРµРёР·РІРµСЃС‚РµРЅ, Р’Р°Рј СЃР»РµРґСѓРµС‚ РїСЂРѕРІРµСЃС‚Рё РґРѕРїРѕР»РЅРёС‚РµР»СЊРЅРѕРµ РёСЃСЃР»РµРґРѕРІР°РЅРёРµ ( РєР°Рє СѓРєР°Р·С‹РІР°Р»РѕСЃСЊ РІС‹С€Рµ) РїРѕ РѕРїСЂРµРґРµР»РµРЅРёСЋ РІР°Р»РµРЅС‚РЅРѕСЃС‚Рё РјРµС‚Р°Р»Р»Р°, РІРѕСЃРїРѕР»СЊР·РѕРІР°РІС€РёСЃСЊ РїРµСЂРёРѕРґРёС‡РµСЃРєРѕР№ — СЃРёСЃС‚РµРјРѕР№ СЌР»РµРјРµРЅС‚РѕРІ РёР»Рё Р·РЅР°С‡РµРЅРёРµРј СѓРґРµР»СЊРЅРѕР№ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚Рё РјРµС‚Р°Р»Р»Р°. [11]

РђРќ — РїР»РѕС‰Р°РґСЊ РїРѕРІРµСЂС…РЅРѕСЃС‚Рё РЅР°РіСЂРµРІР°; MG — СЂР°СЃС…РѕРґ РіР°Р·Р°; С‚Рµ — РєРѕР»РёС‡РµСЃС‚РІРѕ РіР°Р·Р° РІ СЌР»РµРјРµРЅС‚Рµ; MD — СЂР°СЃС…РѕРґ СЂР°Р±РѕС‡РµРіРѕ С‚РµР»Р°; С‚Рѕ — СЃРѕРґРµСЂР¶Р°РЅРёРµ СЂР°Р±РѕС‡РµРіРѕ С‚РµР»Р° РІ С‚СЂСѓР±Р°С… СЌР»РµРјРµРЅС‚Р°; С‚СЏ — РІРµСЃ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° С‚СЂСѓР± РїРѕРІРµСЂС…РЅРѕСЃС‚Рё РЅР°РіСЂРµРІР°; СЃ & — СѓРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РіР°Р·Р°; СЃРґ — СѓРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° С‚СЂСѓР±; iD — СЌРЅС‚Р°Р»СЊРїРёСЏ; СЂР°Р±РѕС‡РµРіРѕ С‚РµР»Р°; UD — РІРЅСѓС‚СЂРµРЅРЅСЏСЏ СЌРЅРµСЂРіРёСЏ СЂР°Р±РѕС‡РµРіРѕ С‚РµР»Р°; Р¤Р№ — С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР° РіР°Р·Р°; Р¤Рї — С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР° СЂР°Р±РѕС‡РµРіРѕ С‚РµР»Р°; 6 — С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР° СЃС‚РµРЅРєРё С‚СЂСѓР±; pD — РґР°РІР»РµРЅРёРµ СЂР°Р±РѕС‡РµРіРѕ С‚РµР»Р°; Q — С‚РµРїР»РѕРІРѕР№ РїРѕС‚РѕРє РѕС‚ РіР°Р·Р° Рє С‚СЂСѓР±Рµ; QD — С‚РµРїР»РѕРІРѕР№ РїРѕС‚РѕРє РѕС‚ С‚СЂСѓР±С‹ Рє СЂР°Р±РѕС‡РµРјСѓ С‚РµР»Сѓ; UD — РєРѕСЌС„С„РёС†РёРµРЅС‚ С‚РµРїР»РѕРїРµСЂРµРґР°С‡Рё РѕС‚ С‚СЂСѓР±С‹ Рє СЂР°Р±РѕС‡РµРјСѓ С‚РµР»Сѓ; k Рё &5 — РїРѕСЃС‚РѕСЏРЅРЅС‹Рµ. РџР°СЂР°РјРµС‚СЂС‹ СЃ РёРЅРґРµРєСЃРѕРј С‚ РїСЂРµРґСЃС‚Р°РІР»СЏСЋС‚ СЃРѕР±РѕР№ СЃСЂРµРґРЅРёРµ Р·РЅР°С‡РµРЅРёСЏ, РїРѕРґСЃС‡РёС‚Р°РЅРЅС‹Рµ РґР»СЏ СЌР»РµРјРµРЅС‚Р°. [12]

РўРµРїР»РѕРїСЂРѕРІРѕРґРЅРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° Р±РѕР»СЊС€Рµ, С‡РµРј СЃС‚РµРєР»Р° РЅР»СЏ РїР»Р°СЃС‚РјР°СЃСЃС‹, РїРѕСЌС‚РѕРјСѓ С‚РµРјРїРµСЂР°С‚СѓСЂР° РІ РјРµС‚Р°Р»Р»РёС‡РµСЃРєРѕРј СЃРѕСЃСѓРґРµ РІС‹СЂР°РІРЅРёРІР°РµС‚СЃСЏ Р±С‹СЃС‚СЂРµРµ.

РЈРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° РјРµРЅСЊС€Рµ, С‡РµРј СЃС‚РµРєР»Р° РёР»Рё РїР»Р°СЃС‚РјР°СЃСЃС‹, С‡С‚Рѕ РїРѕР·РІРѕР»СЏРµС‚ СѓРјРµРЅСЊС€РёС‚СЊ РІРѕРґСЏРЅРѕР№ СЌРєРІРёРІР°Р»РµРЅС‚ РєР°Р»РѕСЂРёРјРµС‚СЂР° Рё РїРѕРІС‹СЃРёС‚СЊ С‚РѕС‡РЅРѕСЃС‚СЊ РёР·РјРµСЂРµРЅРёР№. [13]

РџСЂРё РІР·Р°РёРјРѕРґРµР№СЃС‚РІРёРё СЃ РєРёСЃР»РѕС‚РѕР№ 0 61 Рі РјРµС‚Р°Р»Р»Р° РІС‹С‚РµСЃРЅСЏСЋС‚ 560 РјР» РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РїСЂРё РЅРѕСЂРјР°Р»СЊРЅС‹С… СѓСЃР»РѕРІРёСЏС…. РЈРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° СЂР°РІРЅР° 0 26 РєР°Р» / Рі — РіСЂР°Рґ. [14]

РћРєСЃРёРґ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° СЃРѕРґРµСЂР¶РёС‚ 15 44 % РєРёСЃР»РѕСЂРѕРґР°. РЈРґРµР»СЊРЅР°СЏ С‚РµРїР»РѕРµРјРєРѕСЃС‚СЊ РјРµС‚Р°Р»Р»Р° 0 074 РєР°Р» / Рі-РіСЂРѕРґ. [15]

РЎС‚СЂР°РЅРёС†С‹: 1 2 3

Удельная теплоемкость | 8 класс | Физика

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.

На 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.

{«questions»:[{«content»:»Удельная теплоемкость определяет количество теплоты, которое необходимо для нагрева тела[[choice-1]]»,»widgets»:{«choice-1»:{«type»:»choice»,»options»:[«массой $1 \space кг$ на $1 \degree C$»,»массой $1 \space кг$ в течение $1 \space мин$»,»на $1 \degree C$ в течение $1 \space с$»],»answer»:[0]}},»hints»:[]}]}

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:

Для нагревания куска графита массой $1 space кг$ на $1 degree C$ нам необходимо затратить количество теплоты, равное $750 space Дж$
При охлаждении куска графиты массой $1 space кг$ на $1 degree C$ будет выделяться количество теплоты, равное $750 space Дж$
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	$c, frac{Дж}{кг cdot degree C}$
Золото	130	Песок	820
Ртуть	140	Стекло	840
Свинец	140	Кирпич	880
Олово	230	Алюминий	920
Серебро	250	Масло подсолнечное	1700
Медь	400	Лед	2100
Цинк	400	Керосин	2100
Латунь	400	Эфир	2350
Железо	460	Дерево (дуб)	2400
Сталь	500	Спирт	2500
Чугун	540	Вода	4200
Графит	750	Гелий	5200

Таблица 1. Удельные теплоемкости некоторых веществ.{«questions»:[{«content»:»Чему равна теплоемкость олова? [[input-1]] $\frac{Дж}{кг \cdot \degree C}$.»,»widgets»:{«input-1»:{«type»:»input»,»inline»:1,»answer»:»230″}},»hints»:[]}]}

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.

{«questions»:[{«content»:»Удельная теплоемкость зависит от[[choice-1]]»,»widgets»:{«choice-1»:{«type»:»choice»,»options»:[«агрегатного состояния вещества»,»массы тела»,»времени нагревания тела»],»answer»:[0]}},»hints»:[]}]}

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 $138 frac{Дж}{кг cdot degree C}$.