Удельная теплоёмкость
Удельная теплоёмкость показывает, какое количество теплоты нужно передать 1 кг вещества, чтобы его температура повысилась на 1 °C (или на 1 К). Эта величина зависит от рода вещества и его состояния.
В задачах на нагревание используют количество теплоты. Удельная теплоёмкость — свойство вещества, а теплоёмкость тела зависит также от массы тела. Например, у воды большая удельная теплоёмкость, поэтому вода медленно нагревается и остывает.
Формула
Здесь \(\Delta T=T_2-T_1\). При нагревании \(\Delta T>0\) и тело получает тепло, а при охлаждении количество отданной теплоты по модулю находят по той же формуле. В теплопередаче удельная теплоёмкость характеризует нагревание без учёта фазового перехода.
Для нагревания \(2\) кг воды на \(10\) °C при \(c=4200\ \text{Дж/(кг·°C)}\) требуется \(Q=cm\Delta T=4200\cdot2\cdot10=84000\) Дж, то есть \(84\) кДж.
Удельная теплоёмкость \(c\) измеряется в Дж/(кг·К), а теплоёмкость тела \(C\) — в Дж/К: \(C=cm\). Молярная теплоёмкость относится к одному молю вещества и имеет единицу Дж/(моль·К). Для газа также рассматривают специальную теплоёмкость газа, зависящую от условий процесса.
Значения удельной теплоёмкости находят в таблицах или определяют опытно методом определения удельной теплоёмкости. В задачах с несколькими телами результат затем используют в уравнении теплового баланса.
Какое количество теплоты нужно для нагревания тела массой \(3\) кг на \(2\) °C, если \(c=500\ \text{Дж/(кг·°C)}\)?
Главное
- Удельная теплоёмкость \(c\) — тепло, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К.
- Основная формула: \(Q=cm\Delta T\), единица измерения — Дж/(кг·К).
- Не путайте удельную теплоёмкость вещества с теплоёмкостью конкретного тела: \(C=cm\).