Как найти удельную теплоемкость вещества тела

Молекулы имеют внутреннюю структуру, образованную атомами, которые могут совершать колебания внутри молекул. Кинетическая энергия, запасённая в этих колебаниях, отвечает не только за температуру вещества, но и за его теплоёмкость

1. 

   1

   Ознакомьтесь с величинами, которые используются для расчета удельной теплоемкости. Очень важно знать величины, которые используются для расчета удельной теплоемкости. Вы должны знать, как выглядит символ каждой величины, и понимать, что он означает. Далее приведены величины, которые обычно используются в выражении для расчета удельной теплоемкости вещества:

   • Дельта, или символ «Δ», подразумевает изменение величины.
     • Например, если ваша первая температура (T1) составляет 150 ºC, а вторая (T2) составляет 20 ºC, тогда ΔT, или изменение температуры, составит 150 ºC – 20 ºC = 130 ºC.
   • Масса образца обозначается буквой «m».
   • Количество теплоты обозначается буквой «Q». Единица измерения количества теплоты — «Дж», или Джоуль.
   • «T» — это температура вещества.
   • Удельная теплоемкость обозначается буквой «C_p».

2. 

   2

   Освойте выражение для определения удельной теплоемкости. Ознакомившись с величинами, которые используются для вычисления удельной теплоемкости, вы должны выучить уравнение для определения удельной теплоемкости вещества. Формула имеет вид: C_p = Q/mΔT.

   • Вы можете оперировать этой формулой, если хотите узнать изменение количества теплоты вместо удельной теплоемкости. Вот как это будет выглядеть:
     • ΔQ = mC_pΔT

   Реклама

1. 

   1

   Изучите формулу. Сначала вам нужно изучить выражение для того, чтобы понять, что вам нужно сделать, чтобы найти удельную теплоемкость. Давайте рассмотрим следующую задачу: Определите удельную теплоемкость 350 г неизвестного вещества, если при сообщении ему 34 700 дж теплоты его температура поднялась с 22 до 173 ºC без фазовых переходов.

2. 

   2

   Запишите известные и неизвестные факторы. Разобравшись с задачей, вы можете записать все известные и неизвестные переменные, чтобы лучше понять, с чем вы имеете дело. Вот как это делается:

   • m = 350 г
   • Q = 34 700 Дж
   • ΔT = 173 ºC – 22 ºC = 151 ºC
   • C_p = неизвестно

3. 

   3

   Подставьте неизвестные факторы в уравнение. Известны все значения за исключением «C_pc», поэтому необходимо подставить в исходное уравнение все остальные факторы и найти «C_p». Делать это нужно так:

   • Исходное уравнение: C_p = Q/mΔT
   • c = 34 700 Дж/(350 г x 151 ºC)

4. 

   4

   Найдите ответ. Теперь, после того как вы подставили известные величины в выражение, вам осталось выполнить несколько простейших арифметических действий, чтобы узнать ответ. Удельная теплоемкость — окончательный ответ — составляет 0,65657521286 Дж/(г x ºC).

   • C_p = 34,700 Дж/(350 г x 151 ºC)
   • C_p = 34,700 Дж/(52850 г x ºC)
   • C_p = 0,65657521286 Дж/(г x ºC)

   Реклама

Советы

• Металл нагревается быстрее воды из-за низкой удельной теплоемкости.
• При нахождении удельной теплоемкости сокращайте единицы измерения тогда, когда это возможно.
• Удельную теплоемкость многих материалов можно найти в интернете для проверки вашего ответа.
• Иногда для изучения процессе теплопередачи в процессе физических или химических превращений может использоваться калориметр.
• Изменение температуры при прочих равных условиях значительнее для материалов с низкой удельной теплоемкостью.
• Системная единица СИ (Международная система единиц измерения) удельной теплоемкости — джоуль на градус Цельсия на грамм. В странах с британской системой мер она измеряется в калориях на градус Фаренгейта на фунт.
• Изучите формулу расчета удельной теплоемкости пищевых продуктов C_p = 4,180 x w + 1,711 x p + 1,928 x f + 1,547 x c + 0,908 x a — это уравнение для нахождения удельной теплоемкости, где «w» — процентное содержание воды в продукте, «p» — процентное содержание белков, «f» — процентное содержание жиров, «c» — процентное содержание углеводов и «a» — процентное содержание неорганических компонентов. Уравнение учитывает массовую долю (x) всех твердых веществ, которые составляют пищу. Расчет удельной теплоемкости приведен в кДж/(кг х K).

Реклама

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)).

Обрати внимание!

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

Пример:

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

Источники:

Calculation Help

1. 

   1

   Become familiar with the terms that are used for calculating specific heat. It’s important to be familiar with the terms that are used for calculating specific heat before you learn the formula for specific heat. You’ll need to know how to recognize the symbol for each term and to understand what it means. Here are the terms that are commonly used in the equation for calculating the specific heat of a substance:^[1]
   

   • Delta, or the “Δ” symbol, represents the change in a variable.
     • For example, if your first temperature (T1) is 150ºC, and your second temperature (T2) is 20ºC, then ΔT, or the change in temperature, represents 150ºC – 20ºC, or 130ºC.
   • The mass of the sample is represented by “m”.
   • The amount of heat is represented by “Q”. The amount of heat is represented by “J”, or Joules.
   • “T” is the temperature of the substance.
   • Specific heat is represented by “C_p“.

2. 

   2

   Learn the equation for specific heat. Once you become familiar with the terms used for calculating specific heat, you should learn the equation for finding the specific heat of a substance.^[2]
   The formula is: C_p = Q/mΔT.

   • You can manipulate this formula if you want to find the change in the amount of heat instead of the specific heat. Here’s what it would look like:
     • ΔQ = mC_pΔT

Advertisement

1. 

   1

   Study the equation. First, you should look at the equation to get a sense of what you need to do to find the specific heat. Let’s look at this problem: Find the specific heat of 350 g of an unknown material when 34,700 Joules of heat are applied, and the temperature rises from 22ºC to 173ºC with no phase change.

2. 

   2

   List the known and unknown factors. Once you’re comfortable with the problem, you can write down each known and unknown variable to have a better sense of what you’re working with. Here’s how you do it:^[3]
   

   • m = 350 g
   • Q = 34,700 Joules
   • ΔT = 173ºC – 22ºC = 151ºC
   • C_p = unknown

3. 

   3

   Plug the known factors into the equation. You know the value of everything except “C_pc”, so you should plug the rest of the factors into the original equation and solve for “C_p“, Here’s how you do it:^[4]
   

   • Original equation: C_p = Q/mΔT
   • c = 34,700 J/(350 g x 151ºC)

4. 

   4

   Solve the equation. Now that you’ve plugged the known factors into the equation, just do simple arithmetic to solve it.^[5]
   The specific heat, or final answer, is 0.65657521286 J/(g x ºC).

   • C_p = 34,700 J/(350 g x 151ºC)
   • C_p = 34,700 J/(52850 g x ºC)
   • C_p = 0.65657521286 J/(g x ºC)

Advertisement

Advertisement

Video

• A calorimeter may sometimes be used with a heat transfer during a physical or chemical change.

• When solving for specific heat, cross out units when possible.

• Temperature changes are greater in materials with low specific heat when all other things are equal.

Show More Tips

Did this summary help you?