Теплоемкость и калориметрия
Введено| English | Значение |
|---|---|
| specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/ | удельная теплоёмкость |
| calorimetry/ˌkælɔːˈrɪmətri/ | калориметрия |
Почему воду так трудно нагреть
- Песок на пляже обжигает ноги, пока море остаётся прохладным.
- Одно и то же солнце, совершенно разные температуры.
- Некоторые материалы впитывают много энергии на каждый градус, другие — мало.
- Простая формула точно описывает, сколько именно.
Удельная теплоемкость
- Удельная теплоёмкость — это энергия, необходимая для нагревания 1 г вещества на 1 градус.
- У воды она высокая, поэтому она медленно нагревается и охлаждается.
- Чем она больше, тем больше энергии требуется на каждый градус.
Высокая удельная теплоемкость воды означает, что она сопротивляется изменению температуры.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Высокое $c$ означает, что требуется много энергии на каждый градус.
Вещество с высокой удельной теплоемкостью нагревается ____ чем вещество с низким значением.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Высокая удельная теплоемкость означает больше энергии на градус, поэтому медленный нагрев.
Уравнение теплоты
- Количество поглощённой или выделенной теплоты равно:
- Здесь $m$ — масса, $c$ — удельная теплоёмкость, а $\Delta T$ — изменение температуры.
В $q = mc\Delta T$ символ $\Delta T$ обозначает...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Используйте изменение температуры, а не абсолютное значение.
Металл поглощает $500\ \text{J}$, нагреваясь на $50\ \text{g}$ градусов на $20$ градусов. Его удельная теплоемкость $c$ (в Дж/г на градус, 2 знака после запятой)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$c = q/(m\Delta T) = 500/(50\times20) = 0.5$.
Калориметрия
- Калориметрия измеряет теплоту по наблюдению изменения температуры.
- Теплота, потерянная одним телом, равна теплоте, полученной другим.
- Этот баланс позволяет найти неизвестную величину.
Теплота, необходимая для нагрева воды
Необходимая теплота зависит от массы, удельной теплоемкости и изменения температуры (q = mcΔT).
В калориметрии теплота, отданная горячим телом, равна теплоте...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Энергия сохраняется — отданная теплота равна полученной.
Нагрейте $200\ \text{g}$ воды ($c = 4.18$) на $10$ градусов. Сколько нужно тепла?
- $q = mc\Delta T = 200 \times 4.18 \times 10$.
- $q = 8360\ \text{J}$.
Нагрейте $100\ \text{g}$ воды ($c = 4.18$) на $5$ градусов. Какое количество теплоты (в Дж)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$q = mc\Delta T = 100 \times 4.18 \times 5 = 2090\ \text{J}$.
Используйте изменение температуры ($\Delta T$), а не абсолютную температуру, в $q = mc\Delta T$. Высокая удельная теплоёмкость воды — именно причина её сопротивления изменению температуры. А в калориметрии теплота, потерянная горячим объектом, равна теплоте, полученной холодным, поскольку энергия сохраняется.
Удельная теплоёмкость — это энергия, необходимая для нагрева 1 г вещества на 1 градус, а теплота равна $q = mc\Delta T$ (используя изменение температуры). Калориметрия измеряет теплоту по изменению температуры, используя правило: потерянная теплота равна полученной.