O'rtacha solishtirma issiqlik sig'imi formulasi. Keling, fizikani eslaylik - suvning issiqlik sig'imi nima

Maxsus issiqlik - 1 gramm toza moddaning haroratini 1 ° ga oshirish uchun zarur bo'lgan energiya. Parametr uning kimyoviy tarkibiga va agregatsiya holatiga bog'liq: gazsimon, suyuq yoki qattiq. U kashf etilgandan so'ng, termodinamikada rivojlanishning yangi bosqichi boshlandi, bu issiqlik va tizimning ishlashi bilan bog'liq bo'lgan energiya o'tish fani.

Qoida sifatida, ishlab chiqarishda solishtirma issiqlik sig'imi va asosiy termodinamikadan foydalaniladi radiatorlar va avtomobillarni sovutish uchun mo'ljallangan tizimlar, shuningdek, kimyo, yadro muhandisligi va aerodinamikada. Agar siz o'ziga xos issiqlik quvvati qanday hisoblanganligini bilmoqchi bo'lsangiz, taklif qilingan maqolani o'qing.

Parametrni to'g'ridan-to'g'ri hisoblashni boshlashdan oldin, siz formula va uning tarkibiy qismlari bilan tanishishingiz kerak.

Maxsus issiqlik sig'imini hisoblash formulasi quyidagicha:

• c = Q/(m*∆T)

Hisoblashda ishlatiladigan miqdorlar va ularning ramziy belgilarini bilish juda muhimdir. Biroq, nafaqat ularning vizual ko'rinishini bilish, balki ularning har birining ma'nosini aniq tushunish kerak. Moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imini hisoblash quyidagi komponentlar bilan ifodalanadi:

DT - moddaning haroratining bosqichma-bosqich o'zgarishini ko'rsatadigan belgi. "D" belgisi delta deb talaffuz qilinadi.

DT = t2–t1, bu erda

• t1 - birlamchi harorat;
• t2 - o'zgarishdan keyingi oxirgi harorat.

m - isitish vaqtida ishlatiladigan moddaning massasi (g).

Q - issiqlik miqdori (J/J)

CR asosida boshqa tenglamalar olinishi mumkin:

• Q = m*kp*DT – issiqlik miqdori;
• m = Q/cr*(t2 - t1) – moddaning massasi;
• t1 = t2–(Q/tp*m) – asosiy harorat;
• t2 = t1+(Q/tp*m) – yakuniy harorat.

Parametrni hisoblash bo'yicha ko'rsatmalar

1. Hisoblash formulasini oling: Issiqlik sig'imi = Q/(m*∆T)
2. Asl ma'lumotlarni yozing.
3. Ularni formulaga almashtiring.
4. Hisob-kitoblarni bajaring va natijani oling.

Misol tariqasida, og'irligi 480 gramm bo'lgan noma'lum moddani 15ºC haroratda hisoblaylik, u isitish natijasida (35 ming J quvvat beradi) 250º gacha ko'tariladi.

Yuqoridagi ko'rsatmalarga muvofiq biz quyidagi amallarni bajaramiz:

Keling, dastlabki ma'lumotlarni yozamiz:

• Q = 35 ming J;
• m = 480 g;
• DT = t2–t1 =250–15 = 235 ºC.

Biz formulani olamiz, qiymatlarni almashtiramiz va hal qilamiz:

c=Q/(m*∆T)=35 ming J/(480 g*235º)=35 ming J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.

Hisoblash

Keling, hisob-kitob qilaylik C P suv va qalay quyidagi sharoitlarda:

• m = 500 gramm;
• t1 =24ºC va t2 = 80ºC - suv uchun;
• t1 =20ºC va t2 =180ºC – qalay uchun;
• Q = 28 ming J.

Birinchidan, biz mos ravishda suv va qalay uchun DT ni aniqlaymiz:

• DTv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
• D To = t2–t1 = 180–20 =160ºC

Keyin o'ziga xos issiqlik sig'imini topamiz:

1. c=Q/(m*DTv)= 28 ming J/(500 g *56ºC) = 28 ming J/(28 ming g*ºC) = 1 J/g*ºC.
2. c=Q/(m*DTo)=28 ming J/(500 g*160ºC)=28 ming J/(80 ming g*ºC)=0,35 J/g*ºC.

Shunday qilib, suvning solishtirma issiqlik sig'imi 1 J/g *ºC, qalayniki esa 0,35 J/g*ºC edi. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, 28 ming Joul issiqlik sarfining teng qiymati bilan qalay suvga qaraganda tezroq qiziydi, chunki uning issiqlik sig'imi pastroq.

Faqat gazlar, suyuqliklar va qattiq moddalar emas, balki oziq-ovqat mahsulotlari ham issiqlik sig'imiga ega.

Oziq-ovqatning issiqlik sig'imini qanday hisoblash mumkin

Quvvat quvvatini hisoblashda tenglama quyidagi shaklni oladi:

s=(4,180*w)+(1,711*p)+(1,928*f)+(1,547*c)+(0,908 *a), bu yerda:

• w – mahsulotdagi suv miqdori;
• p – mahsulotdagi oqsillar miqdori;
• f - yog'ning foizi;
• c – uglevodlar ulushi;
• a - noorganik komponentlar ulushi.

Viola krem ​​pishloqining issiqlik sig'imini aniqlaymiz. Buning uchun mahsulot tarkibidan kerakli qiymatlarni yozing (og'irligi 140 gramm):

• suv - 35 g;
• oqsillar - 12,9 g;
• yog'lar - 25,8 g;
• uglevodlar - 6,96 g;
• noorganik komponentlar - 21 g.

Keyin biz bilan topamiz:

• s=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a)=(4.180*35)+(1.711*12.9)+(1.928*25 .8 ) + (1,547*6,96)+(0,908*21)=146,3+22,1+49,7+10,8+19,1=248 kJ/kg*ºC.

Har doim shuni yodda tuting:

• Metallni isitish jarayoni suvga qaraganda tezroq, chunki u mavjud C P 2,5 baravar kam;
• Iloji bo'lsa, sharoitlar imkon bersa, natijalarni yuqoriroq tartibga aylantiring;
• natijalarni tekshirish uchun siz Internetdan foydalanishingiz va hisoblangan moddaga qarashingiz mumkin;
• teng eksperimental sharoitlarda, o'ziga xos issiqlik sig'imi past bo'lgan materiallar uchun sezilarli darajada harorat o'zgarishi kuzatiladi.

Ishda ishlatiladigan asboblar va aksessuarlar:

2. Og'irliklar.

3. Termometr.

4. Kalorimetr.

6. Kalorimetrik tana.

7. Maishiy plitkalar.

Ishning maqsadi:

Moddaning solishtirma issiqlik sig‘imini tajriba yo‘li bilan aniqlashni o‘rganing.

I. NAZARIY KIRISH.

Issiqlik o'tkazuvchanligi- tez molekulalarning sekin bo'lganlar bilan to'qnashuvi natijasida issiqlikni tananing ko'proq qizigan qismlaridan kamroq isitiladigan qismlarga o'tkazish, buning natijasida tez molekulalar o'z energiyasining bir qismini sekinlarga o'tkazadi.

Har qanday tananing ichki energiyasining o'zgarishi uning massasi va tana haroratining o'zgarishi bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

DU = cmDT (1)
Q = cmDT (2)

Isitish yoki sovutish paytida tananing ichki energiyasining o'zgarishining moddaning turiga va tashqi sharoitga bog'liqligini tavsiflovchi c miqdori deyiladi. tananing o'ziga xos issiqlik sig'imi.

(4)

Jismning qizdirilganda issiqlikni yutishga bog'liqligini tavsiflovchi va tanaga berilgan issiqlik miqdorining uning haroratining oshishiga nisbatiga teng bo'lgan C qiymati deyiladi. tananing issiqlik sig'imi.

C = c × m. (5)
(6)
Q = CDT (7)

Molar issiqlik sig'imi Sm,- bir mol moddani 1 Kelvinga qizdirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori

sm = sm. (8)
C m = (9)

Maxsus issiqlik sig'imi u isitiladigan jarayonning tabiatiga bog'liq.

Issiqlik balansi tenglamasi.

Issiqlik almashinuvi jarayonida ichki energiyasi kamaygan barcha jismlar tomonidan chiqarilgan issiqlik miqdori yig'indisi ichki energiyasi ortib borayotgan barcha jismlar tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori yig'indisiga teng bo'ladi.

SQ dept = SQ qabul qilish (10)

Agar jismlar yopiq tizimni tashkil qilsa va ular o'rtasida faqat issiqlik almashinuvi sodir bo'lsa, u holda olingan va berilgan issiqlik miqdorining algebraik yig'indisi 0 ga teng bo'ladi.

SQ dept + SQ qabul qilish = 0.

Misol:

Issiqlik almashinuvi tanani, kaloriyametrni va suyuqlikni o'z ichiga oladi. Tana issiqlik chiqaradi, kalorimetr va suyuqlik uni oladi.

Q t = Q k + Q f

Q t = c t m t (T 2 – Q)

Q k = c k m k (Q – T 1)

Q f = c f m f (Q – T 1)

Bu erda Q(tau) - umumiy yakuniy harorat.

s t m t (T 2 -Q) = s dan m gacha (Q- T 1) + s f m f (Q- T 1)

s t = ((Q - T 1)*(s dan m dan + s w m w)) / m t (T 2 - Q)

T = 273 0 + t 0 S

2. ISHLARNING OLG'ASI.

BARCHA TAZORI OLISHLAR 0,1 g gacha aniqlik bilan amalga oshiriladi.

1. Ichki idishning massasini tortish orqali aniqlang, kalorimetr m 1.

2. Kalorimetrning ichki idishiga suv quying, ichki stakanni quyilgan suyuqlik bilan birga torting m to.

3. To'kilgan suvning m = m dan - m 1 gacha bo'lgan massasini aniqlang

4. Kalorimetrning ichki idishini tashqi idishga joylashtiring va suvning T 1 boshlang'ich haroratini o'lchang.

5. Sinov tanasini qaynoq suvdan olib tashlang, uni tezda kalorimetrga o'tkazing, T 2 ni aniqlang - tananing boshlang'ich harorati, u qaynoq suvning haroratiga teng.

6. Kalorimetrdagi suyuqlikni aralashtirganda, harorat o'sishi to'xtaguncha kuting: oxirgi (barqaror) haroratni Q o'lchang.

7. Kalorimetrdan tekshiriladigan korpusni olib, filtr qog’oz bilan quriting va tarozida tortish orqali uning massasi m 3 ni aniqlang.

8. Jadvalga barcha o'lchov va hisob-kitoblarning natijalarini kiriting. Ikkinchi kasrgacha hisob-kitoblarni bajaring.

9. Issiqlik balansi tenglamasini tuzing va undan moddaning solishtirma issiqlik sig’imini toping Bilan.

10. Ilovada olingan natijalarga asoslanib, moddani aniqlang.

11. Olingan natijaning jadval natijasiga nisbatan mutlaq va nisbiy xatosini formulalar yordamida hisoblang:

;

12. Bajarilgan ishlar haqida xulosa.

O'LCHISH VA HISOBLASH NATIJALARI JADVALI

Fizika va issiqlik hodisalari - bu maktab kursida chuqur o'rganiladigan juda keng bo'lim. Bu nazariyada oxirgi o'rin aniq miqdorlarga berilmaydi. Ulardan birinchisi o'ziga xos issiqlik sig'imi.

Biroq, odatda, "o'ziga xos" so'zining talqiniga etarlicha e'tibor berilmaydi. Talabalar buni shunchaki berilgan deb eslashadi. Bu nima degani?

Agar siz Ozhegovning lug'atiga qarasangiz, bunday miqdor nisbat sifatida aniqlanganligini o'qishingiz mumkin. Bundan tashqari, u massa, hajm yoki energiya bilan bog'liq holda bajarilishi mumkin. Bu miqdorlarning barchasi bittaga teng bo'lishi kerak. Maxsus issiqlik sig'imi nima bilan bog'liq?

Massa va harorat mahsulotiga. Bundan tashqari, ularning qiymatlari bittaga teng bo'lishi kerak. Ya'ni, bo'luvchi 1 raqamini o'z ichiga oladi, lekin uning o'lchami kilogramm va Selsiy darajasini birlashtiradi. Buni o'ziga xos issiqlik quvvati ta'rifini shakllantirishda hisobga olish kerak, bu biroz quyida keltirilgan. Bu ikki miqdorning maxrajda ekanligi aniq bo'ladigan formula ham mavjud.

Bu nima?

Moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi uning isishi bilan bog'liq vaziyat ko'rib chiqilayotgan paytda kiritiladi. Busiz, bu jarayon uchun qancha issiqlik (yoki energiya) kerakligini bilish mumkin emas. Va shuningdek, tana soviganida uning qiymatini hisoblang. Aytgancha, bu ikki issiqlik miqdori modul bo'yicha bir-biriga teng. Ammo ular turli xil belgilarga ega. Shunday qilib, birinchi holatda bu ijobiy, chunki energiya sarflash kerak va u tanaga o'tkaziladi. Ikkinchi sovutish holati salbiy raqamni beradi, chunki issiqlik chiqariladi va tananing ichki energiyasi kamayadi.

Bu jismoniy miqdor lotincha c harfi bilan belgilanadi. Bir kilogramm moddani bir darajaga qizdirish uchun zarur bo'lgan ma'lum miqdordagi issiqlik sifatida aniqlanadi. Maktab fizikasi kursida bu daraja Selsiy shkalasi bo'yicha olinadi.

Uni qanday hisoblash mumkin?

Agar siz o'ziga xos issiqlik sig'imi nima ekanligini bilmoqchi bo'lsangiz, formula quyidagicha ko'rinadi:

c = Q / (m * (t 2 - t 1)), bu erda Q - issiqlik miqdori, m - moddaning massasi, t 2 - issiqlik almashinuvi natijasida tananing olgan harorati, t 1 - moddaning boshlang'ich harorati. Bu formula raqami 1.

Ushbu formulaga asoslanib, xalqaro birliklar tizimida (SI) ushbu miqdorning o'lchov birligi J/(kg*ºS) bo'lib chiqadi.

Bu tenglikdan boshqa miqdorlarni qanday topish mumkin?

Birinchidan, issiqlik miqdori. Formula quyidagicha ko'rinadi: Q = c * m * (t 2 - t 1). Faqat SI birliklarida qiymatlarni almashtirish kerak. Ya'ni kilogrammdagi massa, Selsiy bo'yicha harorat. Bu formula raqami 2.

Ikkinchidan, soviydigan yoki qizdiriladigan moddaning massasi. Uning formulasi quyidagicha bo'ladi: m = Q / (c * (t 2 - t 1)). Bu 3-raqamli formula.

Uchinchidan, harorat o'zgarishi Dt = t 2 - t 1 = (Q / c * m). "D" belgisi "delta" deb o'qiladi va miqdorning o'zgarishini, bu holda haroratni bildiradi. Formula № 4.

To'rtinchidan, moddaning dastlabki va oxirgi harorati. Moddani isitish uchun amal qiladigan formulalar quyidagicha ko'rinadi: t 1 = t 2 - (Q / c * m), t 2 = t 1 + (Q / c * m). Bu formulalar No 5 va 6. Agar muammo moddani sovutishda bo'lsa, u holda formulalar: t 1 = t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m) . Bu formulalar No 7 va 8.

U qanday ma'nolarga ega bo'lishi mumkin?

Har bir o'ziga xos modda uchun qanday qiymatlarga ega ekanligi eksperimental ravishda aniqlangan. Shuning uchun maxsus o'ziga xos issiqlik quvvati jadvali yaratilgan. Ko'pincha u oddiy sharoitlarda amal qiladigan ma'lumotlarni o'z ichiga oladi.

Xususiy issiqlik sig'imini o'lchashda qanday laboratoriya ishlari olib boriladi?

Maktab fizikasi kursida u qattiq jism uchun aniqlanadi. Bundan tashqari, uning issiqlik sig'imi ma'lum bo'lgan bilan solishtirish orqali hisoblanadi. Buning eng oson yo'li suv bilan.

Ish paytida suv va qizdirilgan qattiq jismning dastlabki haroratini o'lchash kerak. Keyin uni suyuqlikka tushiring va termal muvozanatni kuting. Butun tajriba kalorimetrda o'tkaziladi, shuning uchun energiya yo'qotishlarini e'tiborsiz qoldirish mumkin.

Keyin qattiq jismdan qizdirilganda suv oladigan issiqlik miqdori formulasini yozishingiz kerak. Ikkinchi ifoda tananing sovutish paytida chiqaradigan energiyasini tavsiflaydi. Bu ikki qiymat teng. Matematik hisob-kitoblar orqali qattiq jismni tashkil etuvchi moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imini aniqlash qoladi.

Ko'pincha o'rganilayotgan tananing qaysi moddadan iboratligini taxmin qilish uchun uni jadval qiymatlari bilan taqqoslash taklif etiladi.

Vazifa № 1

Vaziyat. Metallning harorati 20 dan 24 daraja Selsiygacha o'zgarib turadi. Shu bilan birga, uning ichki energiyasi 152 J ga oshdi. Agar uning massasi 100 gramm bo'lsa, metallning solishtirma issiqligi nimaga teng?

Yechim. Javobni topish uchun siz 1 raqami ostida yozilgan formuladan foydalanishingiz kerak bo'ladi. Hisoblash uchun zarur bo'lgan barcha miqdorlar mavjud. Avval siz massani kilogrammga aylantirishingiz kerak, aks holda javob noto'g'ri bo'ladi. Chunki barcha miqdorlar SIda qabul qilingan miqdorlar bo'lishi kerak.

Bir kilogrammda 1000 gramm bor. Bu 100 grammni 1000 ga bo'lish kerakligini anglatadi, siz 0,1 kilogramm olasiz.

Barcha miqdorlarni almashtirish quyidagi ifodani beradi: c = 152 / (0,1 * (24 - 20)). Hisob-kitoblar ayniqsa qiyin emas. Barcha harakatlarning natijasi 380 raqamidir.

Javob: s = 380 J/(kg * ºS).

Muammo № 2

Vaziyat. Hajmi 5 litr bo'lgan suv 100 ºS da olib, atrof-muhitga 1680 kJ issiqlik chiqarilsa, sovishini yakuniy haroratni aniqlang.

Yechim. Energiya tizimli bo'lmagan birlikda berilishi bilan boshlashga arziydi. Kilojoullarni joulga aylantirish kerak: 1680 kJ = 1680000 J.

Javobni topish uchun siz 8-sonli formuladan foydalanishingiz kerak. Biroq, unda massa paydo bo'ladi va muammoda u noma'lum. Lekin suyuqlik hajmi berilgan. Bu shuni anglatadiki, biz m = r * V deb nomlanuvchi formuladan foydalanishimiz mumkin. Suvning zichligi 1000 kg / m3. Ammo bu erda hajmni kubometrga almashtirish kerak bo'ladi. Ularni litrdan aylantirish uchun siz 1000 ga bo'lishingiz kerak. Shunday qilib, suv hajmi 0,005 m 3 ni tashkil qiladi.

Qiymatlarni massa formulasiga almashtirish quyidagi ifodani beradi: 1000 * 0,005 = 5 kg. Jadvalda o'ziga xos issiqlik quvvatini izlashingiz kerak bo'ladi. Endi siz 8-formulaga o'tishingiz mumkin: t 2 = 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Birinchi harakat ko'paytiriladi: 4200 * 5. Natijada 21000. Ikkinchisi - bo'linish. 1680000: 21000 = 80. Oxirgisi ayirish: 100 - 80 = 20.

Javob. t 2 = 20 ºS.

Muammo № 3

Vaziyat. Og'irligi 100 g bo'lgan stakan bor, unga 50 g suv quyiladi. Stakan bilan suvning dastlabki harorati 0 daraja Selsiy. Suvni qaynatish uchun qancha issiqlik kerak?

Yechim. Boshlash uchun yaxshi joy mos belgini kiritishdir. Shisha bilan bog'liq ma'lumotlar 1 indeksiga ega bo'lsin, suv uchun esa - 2 indeks. Jadvalda siz o'ziga xos issiqlik quvvatlarini topishingiz kerak. Stakan laboratoriya oynasidan qilingan, shuning uchun uning qiymati c 1 = 840 J/ (kg * ºC). Suv uchun ma'lumotlar: c 2 = 4200 J/ (kg * ºS).

Ularning massalari grammda berilgan. Siz ularni kilogrammga aylantirishingiz kerak. Ushbu moddalarning massalari quyidagicha belgilanadi: m 1 = 0,1 kg, m 2 = 0,05 kg.

Dastlabki harorat berilgan: t 1 = 0 ºS. Yakuniy qiymat haqida ma'lumki, u suv qaynaydigan nuqtaga to'g'ri keladi. Bu t 2 = 100 ºS.

Stakan suv bilan birga qizib ketganligi sababli, kerakli issiqlik miqdori ikkining yig'indisi bo'ladi. Birinchisi, stakanni isitish uchun zarur bo'lgan (Q 1), ikkinchisi esa suvni isitish uchun ishlatiladi (Q 2). Ularni ifodalash uchun sizga ikkinchi formula kerak bo'ladi. Uni ikki marta turli indekslar bilan yozib, keyin ularni jamlash kerak.

Aniqlanishicha, Q = c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Hisoblashni osonlashtirish uchun umumiy omil (t 2 - t 1) qavsdan chiqarilishi mumkin. Keyin issiqlik miqdorini hisoblash uchun talab qilinadigan formula quyidagi shaklni oladi: Q = (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Endi siz masalada ma'lum bo'lgan miqdorlarni almashtirib, natijani hisoblashingiz mumkin.

Q = (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) = (84 + 210) * 100 = 294 * 100 = 29400 (J).

Javob. Q = 29400 J = 29,4 kJ.

Tana harorati bir darajaga ko'tarilgan issiqlik miqdori issiqlik sig'imi deb ataladi. Ushbu ta'rifga ko'ra.

Massa birligiga issiqlik sig'imi deyiladi xos issiqlik sig'imi. Bir mol uchun issiqlik sig'imi deyiladi molar issiqlik sig'imi.

Demak, issiqlik sig'imi issiqlik miqdori tushunchasi orqali aniqlanadi. Ammo ikkinchisi, ish kabi, jarayonga bog'liq. Bu shuni anglatadiki, issiqlik sig'imi ham jarayonga bog'liq. Har xil sharoitlarda issiqlik berish - tanani isitish mumkin. Biroq, turli sharoitlarda, tana haroratining bir xil ko'tarilishi har xil issiqlik miqdorini talab qiladi. Binobarin, jismlarni bitta issiqlik sig'imi bilan emas, balki son-sanoqsiz sonlar bilan tavsiflash mumkin (issiqlik almashinuvi sodir bo'ladigan barcha turdagi jarayonlar haqida ko'p o'ylash mumkin). Biroq, amalda ular odatda ikkita issiqlik sig'imi ta'rifidan foydalanadilar: doimiy hajmdagi issiqlik quvvati va doimiy bosimdagi issiqlik quvvati.

Issiqlik sig'imi tananing isitilishi sharoitlariga qarab o'zgaradi - doimiy hajmda yoki doimiy bosimda.

Agar tananing isishi doimiy hajmda sodir bo'lsa, ya'ni. dV= 0, u holda ish nolga teng. Bunday holda, tanaga uzatiladigan issiqlik faqat uning ichki energiyasini o'zgartirish uchun ketadi, dQ= dE, va bu holda issiqlik sig'imi harorat 1 K ga o'zgarganda ichki energiyaning o'zgarishiga teng, ya'ni.

.Chunki gaz uchun
, Bu
.Bu formula molyar deb ataladigan 1 mol ideal gazning issiqlik sig'imini aniqlaydi. Gaz doimiy bosimda qizdirilganda, uning hajmi o'zgaradi, tanaga berilgan issiqlik nafaqat uning ichki energiyasini oshirish, balki ishni bajarish uchun ham ketadi, ya'ni. dQ= dE+ PdV. Doimiy bosimdagi issiqlik sig'imi
.

Ideal gaz uchun PV= RT va shuning uchun PdV= RdT.

Buni hisobga olsak, topamiz
.Munosabat
har bir gazning xarakteristikasi miqdori va gaz molekulalarining erkinlik darajalari soni bilan belgilanadi. Shunday qilib, tananing issiqlik sig'imini o'lchash uning tarkibiy molekulalarining mikroskopik xususiyatlarini bevosita o'lchash usulidir.

F
Ideal gazning issiqlik sig'imi formulalari tajribani, asosan, bir atomli gazlar uchun taxminan to'g'ri tasvirlaydi. Yuqorida olingan formulalarga ko'ra, issiqlik sig'imi haroratga bog'liq bo'lmasligi kerak. Aslida, rasmda ko'rsatilgan rasm kuzatiladi, ikki atomli vodorod gazi uchun eksperimental ravishda olingan. 1-bo'limda gaz faqat translatsion erkinlik darajalariga ega bo'lgan zarralar tizimi sifatida harakat qiladi, 2-bo'limda aylanish erkinlik darajalari bilan bog'liq harakat qo'zg'atiladi va nihoyat, 3-bo'limda ikkita tebranish darajasi paydo bo'ladi; Egri chiziqdagi qadamlar (2.35) formulaga yaxshi mos keladi, lekin ular orasida issiqlik sig'imi harorat bilan ortadi, bu erkinlik darajalarining butun bo'lmagan o'zgaruvchan soniga to'g'ri keladi. Issiqlik sig'imining bunday harakati moddaning haqiqiy xususiyatlarini tasvirlash uchun foydalanadigan ideal gaz g'oyasining etarli emasligini ko'rsatadi.

Molyar issiqlik sig'imi va solishtirma issiqlik sig'imi o'rtasidagi bog'liqlikBILAN=M s, bu erda s - o'ziga xos issiqlik, M - molyar massa.Mayer formulasi.

Har qanday ideal gaz uchun Mayer munosabati amal qiladi:

, bu erda R - universal gaz doimiysi, doimiy bosimdagi molyar issiqlik sig'imi, doimiy hajmdagi molyar issiqlik sig'imi.

Ishni bajarish orqali ichki energiyaning o'zgarishi ish miqdori bilan tavsiflanadi, ya'ni. ish - ma'lum bir jarayonda ichki energiya o'zgarishining o'lchovidir. Issiqlik uzatish jarayonida tananing ichki energiyasining o'zgarishi issiqlik miqdori deb ataladigan miqdor bilan tavsiflanadi.

ish bajarmasdan issiqlik uzatish jarayonida tananing ichki energiyasining o'zgarishi. Issiqlik miqdori harf bilan ko'rsatilgan Q .

Ish, ichki energiya va issiqlik bir xil birliklarda o'lchanadi - joul ( J), har qanday energiya turi kabi.

Issiqlik o'lchovlarida avval issiqlik miqdori birligi sifatida maxsus energiya birligi ishlatilgan - kaloriya ( najas), ga teng 1 gramm suvni 1 daraja Selsiyga qizdirish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori (aniqrog'i, 19,5 dan 20,5 ° S gacha). Ushbu birlik, xususan, hozirgi vaqtda ko'p qavatli uylarda issiqlik iste'molini (issiqlik energiyasini) hisoblashda qo'llaniladi. Issiqlikning mexanik ekvivalenti eksperimental ravishda o'rnatildi - kaloriya va joule o'rtasidagi bog'liqlik: 1 kal = 4,2 J.

Tana ish qilmasdan ma'lum miqdorda issiqlikni uzatsa, uning ichki energiyasi ko'payadi, agar tanadan ma'lum miqdorda issiqlik ajralib chiqadi, u holda uning ichki energiyasi kamayadi.

Agar siz ikkita bir xil idishga 100 g suv quyib, bir xil haroratda bir va ikkinchisiga 400 g suv quysangiz va ularni bir xil o'choqlarga qo'ysangiz, birinchi idishdagi suv avvalroq qaynaydi. Shunday qilib, tana massasi qanchalik ko'p bo'lsa, isinish uchun qancha issiqlik kerak bo'ladi. Sovutish bilan ham xuddi shunday.

Tanani isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdori tananing qaysi moddadan yaratilganiga ham bog'liq. Jismni isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdorining moddaning turiga bog'liqligi fizik miqdor bilan tavsiflanadi. o'ziga xos issiqlik sig'imi moddalar.

1 kg moddani 1 °C (yoki 1 K) ga qizdirish uchun uni berish kerak bo'lgan issiqlik miqdoriga teng jismoniy miqdor. 1 kg modda 1 °C ga sovutilganda bir xil miqdorda issiqlik chiqaradi.

Maxsus issiqlik quvvati harf bilan belgilanadi Bilan. Maxsus issiqlik sig'imi birligi 1 J/kg °C yoki 1 J/kg °K.

Moddalarning solishtirma issiqlik sig'imi tajriba yo'li bilan aniqlanadi. Suyuqliklarning o'ziga xos issiqlik sig'imi metallarga qaraganda yuqori; Suv eng yuqori o'ziga xos issiqlikka ega, oltin juda kichik o'ziga xos issiqlikka ega.

Issiqlik miqdori tananing ichki energiyasining o'zgarishiga teng bo'lganligi sababli aytishimiz mumkinki, solishtirma issiqlik sig'imi ichki energiya qanchalik o'zgarishini ko'rsatadi. 1 kg moddaning harorati o'zgarganda 1 °C. Xususan, 1 kg qo‘rg‘oshinning ichki energiyasi 1 °C ga qizdirilganda 140 J ga ortadi, sovutilganda esa 140 J ga kamayadi.

Q massali jismni isitish uchun talab qilinadi m harorat bo'yicha t 1 °S haroratgacha t 2 °S, moddaning o'ziga xos issiqlik sig'imi, tana massasi va yakuniy va boshlang'ich haroratlar o'rtasidagi farq mahsulotiga teng, ya'ni.

Q = c ∙ m (t 2 - t 1)

Xuddi shu formuladan tananing sovutish paytida chiqaradigan issiqlik miqdorini hisoblash uchun foydalaniladi. Faqat bu holatda oxirgi haroratni dastlabki haroratdan olib tashlash kerak, ya'ni. Kattaroq haroratdan kichikroq haroratni olib tashlang.

Bu mavzuning qisqacha mazmuni "Issiqlik miqdori. Maxsus issiqlik". Keyingi qadamlarni tanlang:

• Keyingi xulosaga o'ting: