Удельная теплоёмкость
Удельная теплоёмкость показывает, какое количество теплоты нужно передать 1 кг вещества, чтобы его температура повысилась на 1 °C (или на 1 К). Чем больше удельная теплоёмкость, тем больше энергии требуется для нагревания вещества.
Формула и единица измерения
Если тело получает количество теплоты \(Q\), имеет массу \(m\), а его температура изменяется на \(\Delta t\), то удельную теплоёмкость находят по формуле:
В Международной системе единиц удельную теплоёмкость измеряют в \(\text{Дж}/(\text{кг}\cdot{}°\text{C})\) или \(\text{Дж}/(\text{кг}\cdot\text{К})\). Для нагревания тела используют формулу \(Q=cm\Delta t\); подробнее она рассматривается на странице формуле нагревания. Эта величина входит в описание количества теплоты.
У воды удельная теплоёмкость примерно \(4200\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot{}°\text{C})\). Это означает: чтобы нагреть 1 кг воды на 1 °C, нужно передать около 4200 Дж теплоты. Поэтому вода нагревается медленнее песка при одинаковом получении энергии, но и медленнее остывает.
Удельная теплоёмкость — свойство вещества, а не конкретного тела, и почти не зависит от массы тела. Количество теплоты \(Q\) зависит от массы, изменения температуры и удельной теплоёмкости: при увеличении массы вдвое для такого же нагревания потребуется вдвое больше теплоты. Удельную теплоёмкость также не следует путать с удельной теплотой плавления: первая описывает нагревание без изменения агрегатного состояния, а вторая — плавление.
Какое количество теплоты нужно передать 2 кг вещества с \(c=500\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot{}°\text{C})\), чтобы нагреть его на 3 °C?
Главное
- Удельная теплоёмкость \(c\) — количество теплоты для нагревания 1 кг вещества на 1 °C.
- Её единица измерения — \(\text{Дж}/(\text{кг}\cdot{}°\text{C})\).
- Для нагревания тела используют связь \(Q=cm\Delta t\).