Як ви думаєте, що швидше нагрівається на плиті: літр води в каструльці або ж сама каструлька масою 1 кілограм? Маса тел однакова, можна припустити, що нагрівання буде відбуватися з однаковою швидкістю.
А не тут-то було! Можете виконати експеримент - поставте порожню каструльку на вогонь на кілька секунд, тільки не спалите, і запам'ятайте, до якої температури вона нагрілася. А потім налийте в каструлю води рівно такої ж ваги, як і вага каструлі. За ідеєю, вода повинна нагрітися до такої ж температури, що і порожня каструля за вдвічі більший час, так як в даному випадку нагріваються вони обидві - і вода, і каструля.
Однак, навіть якщо ви чекаєте втричі більший час, то переконаєтеся, що вода нагрілася все одно менше. Воді потрібно майже в десять разів більший час, щоб нагрітися до такої ж температури, що і каструля того ж ваги. Чому це відбувається? Що заважає воді нагріватися? Чому ми повинні витрачати зайвий газ на підігрів води при приготуванні їжі? Тому що існує фізична величина, яка називається питомою теплоємністю речовини.
Питома теплоємність речовини
Ця величина показує, яка кількість теплоти треба передати тілу масою один кілограм, щоб його температура збільшилася на один градус Цельсія. Вимірюється в Дж / (кг * ° С). Існує ця величина не з власної примхи, а через різниці властивостей різних речовин.
Питома теплоємність води приблизно в десять разів вище питомої теплоємності заліза, тому каструля нагріється в десять разів швидше води в ній. Цікаво, що питома теплоємність льоду в два рази менше теплоємності води. Тому лід буде нагріватися в два рази швидше води. Розтопити лід простіше, ніж нагріти воду. Як не дивно звучить, але це факт.
Розрахунок кількості теплоти
Позначається питома теплоємність буквою c і застосовується у формулі для розрахунку кількості теплоти:
Q = c * m * (t2 - t1),
де Q - це кількість теплоти,
c - питома теплоємність,
m - маса тіла,
t2 і t1 - відповідно, кінцева і початкова температури тіла.
Формула питомої теплоємності: c = Q / m * (t2 - t1)
За цією формулою можна розрахувати кількість тепла, яке нам необхідно, щоб нагріти конкретне тіло до певної температури. Питому теплоємність різних речовин можна знайти з відповідних таблиць.
Також з цієї формули можна виразити:
- m = Q / c * (t2-t1) - масу тіла
- t1 = t2 - (Q / c * m) - початкову температуру тіла
- t2 = t1 + (Q / c * m) - кінцеву температуру тіла
- Δt = t2 - t1 = (Q / c * m) - різницю температур (дельта t)
А що щодо питомої теплоємності газів? Тут все заплутаніше. З твердими речовинами і рідинами справа йде набагато простіше. Їх питома теплоємність - величина постійна, відома, легко розраховується. А що стосується питомої теплоємності газів, то величина ця дуже різна в різних ситуаціях. Візьмемо для прикладу повітря. Питома теплоємність повітря залежить від складу, вологості, атмосферного тиску.
При цьому, при збільшенні температури, газ збільшується в об'ємі, і нам треба ввести ще одне значення - постійного чи змінного обсягу, що теж вплине на теплоємність. Тому при розрахунках кількості теплоти для повітря та інших газів користуються спеціальними графіками величин питомої теплоємності газів в залежності від різних факторів і умов.
Потрібна допомога в навчанні?
Попередня тема: Кількість теплоти: формула, розрахунок
Наступна тема: & nbsp & nbsp & nbsp Енергія палива: питома теплота згоряння + ПРИКЛАДИ
Чому це відбувається?
Що заважає воді нагріватися?
Чому ми повинні витрачати зайвий газ на підігрів води при приготуванні їжі?
Потрібна допомога в навчанні?