Egy nyári napon a nap felmelegíti a strandok homokját és mindent, ami rajta van. Tegyük fel, hogy a homokon van egy törölköző, egy műanyag palack és egy fém csésze, mindhárom tárgyat ugyanannyi ideig érik a nap hője.
Tapasztalata alapján válaszoljon:
- Ha megérinti mind a három tárgyat, akkor ezek az objektumok ugyanolyan forrók lesznek?
- A három tárgy közül melyik lesz melegebb?
Az előző helyzet elemzéséből arra következtethetünk minden tárgy más és más hőmennyiséget fog elnyelni. Más szavakkal elmondhatjuk, hogy minden anyag képes különböző módon tárolni a hőt, ez a kapacitás függ a természetétől és összetételétől. Ez a helyzet, amelyet megértünk és amely számunkra élettapasztalatként ismert, elvezet minket a definícióhoz Hőkapacitás.
A hőkapacitás Kifejezhetõ egy bizonyos anyagmennyiség hõmérsékletének 1 ° C-os emeléséhez szükséges hõmennyiségként. Minél nagyobb az anyag hőkapacitása, annál nagyobb a hőmennyiség, amelyet a hőmérsékletének emeléséhez szállítanak hozzá. Például nem ugyanaz, mint egy pohárban lévő vizet melegíteni, mint egy teljes medence vizet: több hőszükségletre van szükségünk a teljes medence vízének felmelegítéséhez, mivel hőteljesítménye sokkal nagyobb.
Hőkapacitás (C) (kiterjedt ingatlan), "Celsius fok" felett "hő" -ként fejezik ki, ezért a következő egységekkel rendelkezik:
Fajlagos hő (c) (intenzív ingatlan) a következő egységekkel rendelkezik:
A fajhő intenzív tulajdonság, nem függ az anyagtól, és minden anyaghoz rögzített érték. Így a víznek meghatározott értéke van a fajlagos hőnek, amelyet úgy kell megértenünk, mint az anyag hőmennyiségét: minél nagyobb a fajlagos hő, annál több hőt képes elnyelni az anyag anélkül, hogy jelentősen felmelegedne.
Tapasztalata szerint a fenti 3 anyag (törölköző, műanyag palack és fémdoboz) közül:
- Amelynek magasabb a fajlagos hője?
- Amelynek a legalacsonyabb fajlagos hője lesz?
A hőkapacitás és a fajlagos hő kapcsolatát a következők adják:
C = m c
Példa
A víz fajhője:
Míg 60 g víz hőkapacitása:
Moláris hőkapacitás, Ezt a következőképpen fejezik ki:
Felhívjuk figyelmét, hogy a C A hőteljesítmény nagybetűvel van megadva
Ha hőt adunk hozzá vagy csökkentünk egy rendszerhez, hőmérsékletváltozás tapasztalható a rendszerben.
Hol:
m = tömeg, gramm
c = fajlagos hő, J/g ° C
1.6. Gyakorlat
A gázok fűtőkapacitása
Ideális gázokhoz, ha a moláris hőkapacitás ugyanarra a gázra nak nek:
- állandó hangerő nak, nek hívják, önéletrajz
- állandó nyomás nak, nek hívják, CP
A köztük lévő kapcsolatot a következő kifejezés határozza meg:
- R az ideális gázállandó energiaegységekben kifejezve: .
R = 8,314 J/mol-K R = 1,989 cal/mol-K
Az ideális gázok hőkapacitása változó, ha monatomikus, diatomiás és triatomikus gázokról van szó.
Az alábbi táblázat a hőkapacitás állandó hangerővel (ÖNÉLETRAJZ) és állandó nyomáson (CP) monatomikus, diatomiás és triatomikus ideális gázokhoz.
Ha a rendszer ideális gázokat tartalmaz, kifejezhetjük a állandó nyomású hő (qP), Mit:
Ne felejtsük el, hogy az állandó nyomáson történő hő az entalpia (H) néven ismert