Nhiệt dung , Cp, là nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt dung của 1 mol vật liệu chính xác 1 ° C.
Nhiệt năng là một dạng năng lượng, thường được gọi là nhiệt năng. Năng lượng có thể được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác (máy xay biến năng lượng điện thành cơ năng), nhưng nó không thể được tạo ra cũng như không bị phá hủy; đúng hơn, năng lượng được bảo toàn. Trong nhiệt động lực học cơ bản , vật liệu có nhiệt độ càng cao thì càng sở hữu nhiều nhiệt năng. Ngoài ra, ở một nhiệt độ nhất định, càng nhiều chất nhất định, thì tổng năng lượng nhiệt của vật liệu đó sẽ càng nhiều.
Hình ảnh nhiệt cụ thể của nước
Ở cấp độ nguyên tử, nhiệt hấp thụ làm cho các nguyên tử của chất rắn dao động, giống như thể chúng được liên kết với nhau thông qua lò xo. Khi nhiệt độ tăng lên, năng lượng của dao động tăng lên. Trong một kim loại, đây là chuyển động duy nhất có thể. Trong chất lỏng hoặc chất khí, nhiệt hấp thụ làm cho các nguyên tử trong phân tử dao động, và phân tử vừa quay vừa chuyển động từ nơi này sang nơi khác. Vì có nhiều khả năng “lưu trữ” năng lượng hơn trong chất lỏng và khí, nhiệt dung của chúng lớn hơn trong kim loại.
Nhiệt riêng là gì?
Nhiệt lượng riêng , Csp, là nhiệt lượng cần thiết để thay đổi nhiệt lượng của chính xác 1 gam vật liệu bằng chính xác 1 ° C.
Giá trị nhiệt riêng có thể được xác định theo cách sau: Khi đặt hai vật liệu, ban đầu ở một nhiệt độ khác nhau, tiếp xúc với nhau, nhiệt luôn truyền từ vật liệu ấm hơn vào vật liệu lạnh hơn cho đến khi cả hai vật liệu đạt được cùng nhiệt độ. Theo định luật bảo toàn cơ năng, nhiệt lượng thu được của vật ban đầu lạnh hơn phải bằng nhiệt lượng do vật ấm hơn ban đầu mất đi.
Chúng ta biết rằng khi một chất hấp thụ nhiệt năng thì nhiệt độ của chất đó tăng lên. Nếu trao cùng một nhiệt lượng cho các chất khác nhau có khối lượng bằng nhau thì nhận thấy độ tăng nhiệt của mỗi chất là khác nhau. Điều này là do thực tế là các chất khác nhau có nhiệt dung khác nhau. Vậy nhiệt dung của một chất là nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của cả chất lên một độ. Nếu khối lượng của chất là thống nhất thì nhiệt dung được gọi là Nhiệt dung riêng hay nhiệt dung riêng .
Công thức nhiệt dung riêng
- Q = lượng nhiệt mà cơ thể hấp thụ
- m = khối lượng của vật thể
- ∆t = Tăng nhiệt độ
- C = Nhiệt dung riêng của một chất phụ thuộc vào bản chất vật liệu của chất đó.
- Đơn vị của nhiệt lượng riêng SI là J kg -1 K -1 .
Đơn vị nhiệt dung riêng
| Nhiệt dung = Nhiệt dung riêng x khối lượng |
Đơn vị SI của nó là JK -1 .
Nhiệt riêng của nước
Đối với chất lỏng ở nhiệt độ và áp suất phòng, giá trị của nhiệt dung riêng (Cp) xấp xỉ 4,2 J / g ° C. Điều này ngụ ý rằng cần 4,2 jun năng lượng để tăng 1 gam nước thêm 1 độ C. Giá trị này cho Cp thực sự là khá lớn. Đây (1 cal / g.deg) là nhiệt dung riêng của nước như một chất lỏng hoặc nhiệt dung riêng của nước lỏng.
Một calo = 4,184 jun; 1 jun = 1 kg (m) 2 (s) -2 = 0,239005736 calo
Nhiệt dung riêng của hơi nước ở nhiệt độ phòng cũng cao hơn hầu hết các vật liệu khác. Đối với hơi nước ở nhiệt độ và áp suất phòng, giá trị của nhiệt dung riêng (Cp) xấp xỉ 1,9 J / g ° C.
Như với hầu hết các chất lỏng, nhiệt độ của nước tăng khi nó hấp thụ nhiệt và giảm khi nó tỏa nhiệt. Tuy nhiên, nhiệt độ của thác nước lỏng & tăng chậm hơn hầu hết các chất lỏng khác. Chúng ta có thể nói rằng nước hấp thụ nhiệt mà không làm tăng nhiệt độ ngay lập tức. Nó cũng giữ được nhiệt độ lâu hơn nhiều so với các chất khác.
Chúng ta sử dụng đặc tính này của nước trong cơ thể để duy trì nhiệt độ cơ thể không đổi. Nếu nước có giá trị Csp thấp hơn, thì sẽ có rất nhiều trường hợp quá nhiệt và quá nóng.
Giải thích nhiệt riêng
Chúng ta có thể giải thích lý do nhiệt riêng cao của nước là do các liên kết hydro. Để tăng nhiệt độ của nước với vô số liên kết hydro tham gia, các phân tử phải dao động. Do sự hiện diện của quá nhiều liên kết hydro , cần một lượng năng lượng lớn hơn để làm cho các phân tử nước bị phá vỡ bằng cách làm rung động chúng.
Tương tự, để nước nóng nguội bớt thì hơi mất thời gian. Khi nhiệt bị tiêu tán, nhiệt độ giảm và chuyển động dao động của các phân tử nước chậm lại. Nhiệt tỏa ra chống lại tác dụng làm mát của sự mất nhiệt từ nước lỏng.
Các câu hỏi thường gặp
Làm thế nào để bạn đo nhiệt dung riêng?
Hiệu suất nhiệt riêng được đo bằng lượng nhiệt năng cần thiết để nâng một gam một độ C của sản phẩm. Nhiệt năng riêng của nước là 4,2 jun trên gam trên độ C hoặc 1 calo trên gam trên độ C.
Ưu điểm của khả năng tỏa nhiệt của nước là gì?
Vì nước có nhiệt dung cao, tăng nhiệt độ thêm một độ thì cần nhiều năng lượng hơn. Mặt trời phát ra một mức năng lượng không đổi nhiều hơn hoặc ít hơn, làm nóng cát nhanh hơn và tưới nước nhanh hơn.
Sự khác nhau giữa nhiệt dung và nhiệt dung riêng?
Nhiệt dung riêng là nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ của chất lên 1 độ C. Tương tự, nhiệt dung là tỷ số giữa năng lượng cung cấp cho một chất và độ tăng nhiệt độ tương ứng của chất đó.
Tại sao nhiệt dung riêng của nước lại cao hơn kim loại?
Điều này là do hiệu suất nhiệt riêng của thìa kim loại nhỏ hơn nhiều so với chất lỏng nấu súp. Nước có nhiệt dung riêng cao nhất của mọi chất lỏng.
Đơn vị SI của nhiệt dung riêng là gì?
Hiệu suất nhiệt riêng (kí hiệu: c) tính theo đơn vị SI là nhiệt lượng cần cung cấp tính bằng jun để nâng 1 gam chất 1 Kelvin. Nó cũng có thể được biểu thị bằng J / kg. · KK Nhiệt dung riêng tính bằng đơn vị calo trên gam C có thể được ghi lại.
Xem thêm:
