Удельная теплоёмкость

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Удельная теплоемкость»)
Перейти к: навигация, поиск
Молекулы имеют внутреннюю структуру, состоящую из атомов, которые могут различными способами колебаться в молекулах. Кинетическая энергия, запасенная в этих внутренних колебаниях отвечает не только за температуру вещества, но и за его теплоемкость.

Уде́льная теплоёмкость — отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ); физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу.[1].

В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость измеряется в джоулях на килограмм на кельвин, Дж/(кг·К)[2]. Иногда используются и внесистемные единицы: калория/(кг·°C) и т. д.

Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С, часто с индексами.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении (CP) и при постоянном объёме (CV), вообще говоря, различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости:

где c — удельная теплоёмкость,
Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),
m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда, более или менее сильно, зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) и :

Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ[править | править вики-текст]

(Для газов приведены значения удельной теплоёмкости в изобарном процессе (Cp))

Таблица I: Стандартные значения удельной теплоёмкости
Вещество Агрегатное состояние Удельная
теплоёмкость,
кДж/(кг·K)
Водород газ 14,300
Аммиак газ 4,359 — 5,475
Гелий газ 5,190
Вода жидкость 4,187
Сусло пивное жидкость 3,927
Литий твёрдое тело 3,582
Этанол жидкость 2,460
Лёд твёрдое тело 2,060
Вода 373 К (100 °C) газ 2,020
Нефтяные масла жидкость 1,670 — 2,010
Бериллий твёрдое тело 1,825
Азот газ 1,042
Воздух (100 % влажность) газ 1,030
Воздух (сухой) газ 1,005
Кислород газ 0,920
Алюминий твёрдое тело 0,903
Графит твёрдое тело 0,720
Стекло кварцевое твёрдое тело 0,703
Чугун твёрдое тело 0,540
Алмаз твёрдое тело 0,502
Сталь твёрдое тело 0,462
Железо твёрдое тело 0,444
Медь твёрдое тело 0,385
Латунь твёрдое тело 0,370
Молибден твёрдое тело 0,250
Олово твёрдое тело 0,218
Ртуть жидкость 0,139
Вольфрам твёрдое тело 0,134
Свинец твёрдое тело 0,130
Золото твёрдое тело 0,129
Значения приведены для стандартных условий, если это не оговорено особо.


Таблица II: Значения удельной теплоёмкости для некоторых строительных материалов
Вещество Удельная
теплоёмкость
кДж/(кг·K)
Древесина 1,700
Гипс 1,090
Асфальт 0,920
Талькохлорит 0,980
Бетон 0,880
Мрамор, слюда 0,880
Стекло оконное 0,840
Кирпич керамический красный 0,840 — 0,880[3]
Кирпич силикатный 0,750 — 0,840[3]
Песок 0,835
Почва 0,800
Гранит 0,790
Стекло кронглас 0,670
Стекло флинт 0,503
Сталь 0,470

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Для неоднородного (по химическому составу) образца удельная теплоемкость является дифференциальной характеристикой , меняющейся от точки к точке. Зависит она в принципе и от температуры (хотя во многих случаях изменяется достаточно слабо при достаточно больших изменениях температуры), при этом строго говоря определяется - вслед за теплоёмкостью - как дифференциальная величина и по температурной оси, т.е. строго говоря следует рассматривать изменение температуры в определении удельной теплоёмкости не на один градус (тем более не на какую-то более крупную единицу температуры), а на малое с соответствующим количеством переданной теплоты . (См. далее основной текст)
  2. Кельвины (К) здесь можно заменять на градусы Цельсия (°C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная и шкала Цельсия) отличаются друг от друга лишь начальной точкой, но не величиной единицы измерения.
  3. 1 2 http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/strojmaterialy/plotnost-i-teploemkost-kirpicha

Литература[править | править вики-текст]