Як обчислити питому теплоємність

Питома теплоємність - це енергія, необхідна для того, щоб підняти температуру одного грама чистого речовини на один градус Цельсія. Питома теплоємність речовини залежить від його хімічного складу і агрегатного стану. Відкриття питомої теплоємності підстьобнуло розвиток термодинаміки, науки про переходах енергії, що стосується теплоти і роботи системи. Питома теплоємність і термодинаміка широко використовуються в хімії, ядерної інженерії та аеродинаміки, а також у повсякденному житті для радіаторів і систем охолодження автомобілів. Якщо ви хочете дізнатися, як обчислити питому теплоємність, дотримуйтесь наведеної інструкції.

Кроки

Метод 1 з 2: Освойте основи

1. 

   1

   Ознайомтеся з величинами, які використовуються для розрахунку питомої теплоємності. Дуже важливо знати величини, які використовуються для розрахунку питомої теплоємності. Ви повинні знати, як виглядає символ кожної величини, і розуміти, що він означає. Далі наведені величини, які зазвичай використовуються у виразі для розрахунку питомої теплоємності речовини:
   • Дельта, або символ "?", Передбачає зміну величини.
     • Наприклад, якщо ваша перша температура (T1) становить 150? C, а друга (T2) становить 20? C, тоді? T, або зміна температури, складе 150? C - 20? C = 130? C.
   • Маса зразка позначається буквою "m".
   • Кількість теплоти позначається буквою "Q". Одиниця вимірювання кількості теплоти - "Дж", або Джоуль.
   • "T" - це температура речовини.
   • Питома теплоємність позначається буквою "C_p".

2. 

   2

   Освойте вираз для визначення питомої теплоємності. Ознайомившись з величинами, які використовуються для обчислення питомої теплоємності, ви повинні вивчити рівняння для визначення питомої теплоємності речовини. Формула має вигляд: C_p = Q / m? T.
   • Ви можете оперувати з цією формулою, якщо хочете дізнатися зміна кількості теплоти замість питомої теплоємності. Ось як це буде виглядати:
     • ?Q = mC_p?T

Метод 2 з 2: Розрахуйте питому теплоємність

1. 

   1

   Вивчіть формулу. Спочатку вам потрібно вивчити вираз для того, щоб зрозуміти, що вам потрібно зробити, щоб знайти питому теплоємність. Давайте розглянемо таку задачу: "Визначте питому теплоємність 350 г невідомої речовини, якщо при повідомленні йому 34 700 дж теплоти його температура піднялася з 22 до 173? C без фазових переходів.
   
   

2. 

   2

   Запишіть відомі і невідомі чинники. Як тільки ви відчуєте себе впевнено, ви можете записати всі відомі і невідомі змінні, щоб краще зрозуміти, з чим ви маєте справу. Ось як це робиться:
   • m = 350 г
   • Q = 34700 Дж
   • ?T = 173? C - 22? C = 151? C
   
   
   
   • C_p = Невідомо

3. 

   3

   Підставте невідомі фактори в рівняння. Ви знаєте всі значення за винятком "C_pc ", тому ви повинні підставити у вихідне рівняння всі інші фактори і знайти" C_p", Робити це потрібно так:
   • Вихідне рівняння: C_p = Q / m? T
   • c = 34700 Дж / (350 г x 151? C)

4. 

   4

   Знайдіть відповідь. Тепер, підставивши відомі величини у вираз, вам залишилося виконати кілька найпростіших арифметичних дій, щоб дізнатися відповідь. Питома теплоємність - остаточну відповідь - складає 0.65657521286 Дж / (г x? C).
   • C_p = 34,700 J / (350 g x 151? C)
   • C_p = 34,700 J / (52850 g x? C)
   • C_p = 0.65657521286 J / (g x? C)

Поради

• Метал нагрівається швидше води через низьку питомої теплоємності.
• При знаходженні питомої теплоємності скорочуйте одиниці виміру тоді, коли це можливо.
• Питому теплоємність багатьох матеріалів можна знайти в інтернеті для перевірки вашої відповіді.
• Іноді для вивчення процесі теплопередачі в процесі фізичних або хімічних перетворень може використовуватися калориметр.
• Зміна температури при інших рівних умовах значніше для матеріалів з низькою питомою теплоємністю.
• Системна одиниця СІ (Міжнародна система одиниць виміру) питомої теплоємності - джоуль на градус Цельсія на грам. У країнах з британською системою заходів вона вимірюється в калоріях на градус Фаренгейта на фунт.
• Вивчіть формулу розрахунку питомої теплоємності харчових продуктів C_p = 4.180 xw + 1.711 xp + 1.928 xf + 1.547 xc + 0.908 xa - це рівняння для знаходження питомої теплоємності, де "w" - процентний вміст води в продукті, "p" - процентний вміст білків, "f" - процентний вміст жирів, "c" - процентний вміст вуглеводів, і "a" - процентний вміст неорганічних компонентів. Рівняння враховує масову частку (x) всіх твердих речовин, які становлять їжу. Розрахунок питомої теплоємності наведено в кДж / (кг х K).