Специфичният топлинен капацитет на веществото е. Специфичен топлинен капацитет: определение, стойности, примери

Водата е едно от най-удивителните вещества. Въпреки широко използванеи повсеместна употреба, това е истинска мистерия на природата. Тъй като е едно от кислородните съединения, изглежда, че водата трябва да има много ниски характеристики като замръзване, топлина на изпаряване и т.н. Но това не се случва. Само топлинният капацитет на водата, въпреки всичко, е изключително висок.

Водата е в състояние да абсорбира огромно количество топлина, като самата тя практически не се нагрява - това е нейната физическа характеристика. водата е около пет пъти по-висока от топлинния капацитет на пясъка и десет пъти по-висока от желязото. Следователно водата е естествена охлаждаща течност. Способността му да се натрупва голям бройенергията ви позволява да изгладите температурните колебания на земната повърхност и да регулирате топлинния режим на цялата планета и това се случва независимо от времето на годината.

Това уникален имотводата позволява да се използва като хладилен агент в индустрията и в ежедневието. Освен това водата е широко достъпна и сравнително евтина суровина.

Какво се разбира под топлинен капацитет? Както е известно от курса на термодинамиката, топлопреминаването винаги се осъществява от горещо към студено тяло. При което говорим сиза преминаването на определено количество топлина, а температурата на двете тела, като характеристика на тяхното състояние, показва посоката на този обмен. В процеса на метално тяло с вода с еднаква маса при същите начални температури, металът променя температурата си няколко пъти повече от водата.

Ако вземем като постулат основното твърдение на термодинамиката - от две тела (изолирани от други), по време на топлообмен, едното отделя, а другото получава еднакво количество топлина, тогава става ясно, че металът и водата имат напълно различна топлина капацитети.

По този начин топлинният капацитет на водата (както и на всяко вещество) е индикатор, който характеризира способността на дадено вещество да дава (или получава) малко по време на охлаждане (нагряване) на единица температура.

Специфичният топлинен капацитет на дадено вещество е количеството топлина, необходимо за загряване на единица от това вещество (1 килограм) с 1 градус.

Количеството топлина, отделена или погълната от тялото, е равно на произведението на специфичния топлинен капацитет, масата и температурната разлика. Измерва се в калории. Една калория е точно количеството топлина, което е достатъчно, за да загрее 1 g вода с 1 градус. За сравнение: специфичният топлинен капацитет на въздуха е 0,24 cal/g ∙°C, алуминия е 0,22, желязото е 0,11, а живака е 0,03.

Топлинният капацитет на водата не е постоянен. С повишаване на температурата от 0 до 40 градуса тя леко намалява (от 1,0074 до 0,9980), докато за всички останали вещества тази характеристика се увеличава по време на нагряване. Освен това може да намалява с увеличаване на налягането (на дълбочина).

Както знаете, водата има три агрегатни състояния - течно, твърдо (лед) и газообразно (пара). В същото време специфичният топлинен капацитет на леда е приблизително 2 пъти по-нисък от този на водата. Това е основната разлика между водата и другите вещества, чийто специфичен топлинен капацитет в твърдо и разтопено състояние не се променя. Каква е тайната тук?

Факт е, че ледът има кристална структура, която не се срутва веднага при нагряване. Водата съдържа малки частици лед, които се състоят от няколко молекули и се наричат ​​асоциати. Когато водата се нагрява, част се изразходва за разрушаването на водородните връзки в тези образувания. Това обяснява необичайно високия топлинен капацитет на водата. Връзките между нейните молекули се разрушават напълно само когато водата премине в пара.

Специфичният топлинен капацитет при температура 100 ° C почти не се различава от този на леда при 0 ° C. Това още веднъж потвърждава правилността на това обяснение. Топлинният капацитет на парата, подобно на топлинния капацитет на леда, сега е много по-добре разбран от този на водата, по който учените все още не са стигнали до консенсус.

Всеки ученик се среща в уроците по физика с такова понятие като "специфичен топлинен капацитет". В повечето случаи хората забравят училищната дефиниция и често изобщо не разбират значението на този термин. В техническите университети повечето студенти рано или късно ще се сблъскат специфична топлина. Може би като част от изучаването на физика или може би някой ще има такава дисциплина като "топлотехника" или "техническа термодинамика". В този случай трябва да запомните училищна програма. И така, по-долу е определението, примерите, значенията за някои вещества.

Определение

Специфичният топлинен капацитет е физическа величина, която характеризира колко топлина трябва да се подаде на единица вещество или да се отстрани от единица вещество, за да се промени температурата му с един градус. Важно е да отмените, че няма значение, градуси по Целзий, Келвин и Фаренхайт, основното е промяната в температурата на единица.

Специфичният топлинен капацитет има собствена мерна единица - инч международна системаединици (SI) - джаул, разделено на произведението на килограм и градус Келвин, J / (kg K); извънсистемната единица е съотношението на калория към произведението на килограм и градус по Целзий, cal/(kg °C). Тази стойност най-често се обозначава с буквата c или C, понякога се използват индекси. Например, ако налягането е постоянно, тогава индексът е p, а ако обемът е постоянен, тогава v.

Вариации на дефинициите

Няколко формулировки на определението на обсъжданите физическо количество. В допълнение към горното се счита за приемливо определение, което гласи, че специфичният топлинен капацитет е съотношението на стойността на топлинния капацитет на веществото към неговата маса. В този случай е необходимо ясно да се разбере какво е "топлинен капацитет". И така, топлинният капацитет се нарича физическа величина, която показва колко топлина трябва да бъде доведена до тялото (вещество) или отстранена, за да се промени стойността на неговата температура с единица. Специфичният топлинен капацитет на маса на вещество, по-голяма от килограм, се определя по същия начин, както за единична стойност.

Някои примери и значения за различни вещества

Експериментално е установено, че за различни веществатова значение е различно. Например, специфичният топлинен капацитет на водата е 4,187 kJ/(kg K). Повечето голямо значениеот това физическо количество за водорода е 14,300 kJ / (kg K), най-малкото за златото е 0,129 kJ / (kg K). Ако имате нужда от стойност за определено вещество, тогава трябва да вземете справочник и да намерите съответните таблици, а в тях - стойностите, които ви интересуват. но съвременни технологииви позволява да ускорите процеса на търсене на моменти - достатъчно е на всеки телефон, който има опция да влезе в World Wide Web, да въведете въпроса, който ви интересува в лентата за търсене, да започнете търсенето и да потърсите отговора въз основа на резултатите . В повечето случаи трябва да кликнете върху първата връзка. Понякога обаче изобщо не е нужно да ходите никъде другаде - вътре Кратко описаниеинформацията показва отговора на въпроса.

Най-често срещаните вещества, за които те търсят топлинен капацитет, включително специфична топлина, са:

• въздух (сух) - 1,005 kJ / (kg K),
• алуминий - 0,930 kJ / (kg K),
• мед - 0,385 kJ / (kg K),
• етанол - 2,460 kJ / (kg K),
• желязо - 0,444 kJ / (kg K),
• живак - 0,139 kJ / (kg K),
• кислород - 0,920 kJ / (kg K),
• дървесина - 1700 kJ/(kg K),
• пясък - 0,835 kJ/(kg K).

Топлинният капацитет е способността да се абсорбира известно количество топлина по време на нагряване или да се отдава при охлаждане. Топлинният капацитет на тялото е отношението на безкрайно малко количество топлина, което тялото получава, към съответното увеличение на неговите температурни показатели. Стойността се измерва в J/K. На практика се използва малко по-различна стойност - специфичен топлинен капацитет.

Определение

Какво означава специфичен топлинен капацитет? Това е количество, свързано с едно количество вещество. Съответно количеството на веществото може да се измери в кубични метри, килограми или дори в молове. От какво зависи? Във физиката топлинният капацитет зависи пряко от това за коя количествена единица се отнася, което означава, че те правят разлика между моларен, масов и обемен топлинен капацитет. В строителната индустрия няма да се срещате с моларни измервания, а с други - през цялото време.

Какво влияе на специфичния топлинен капацитет?

Знаете какъв е топлинният капацитет, но какви стойности влияят на индикатора все още не е ясно. Стойността на специфичната топлина се влияе пряко от няколко компонента: температурата на веществото, налягането и други термодинамични характеристики.

С повишаване на температурата на продукта неговият специфичен топлинен капацитет се увеличава, но някои вещества се различават по напълно нелинейна крива в тази зависимост. Например, с повишаване на температурните показатели от нула до тридесет и седем градуса, специфичният топлинен капацитет на водата започва да намалява и ако границата е между тридесет и седем и сто градуса, тогава индикаторът, напротив, ще нараства.

Струва си да се отбележи, че параметърът зависи и от това как е позволено да се променят термодинамичните характеристики на продукта (налягане, обем и т.н.). Например, специфичната топлина при стабилно налягане и при стабилен обем ще бъде различна.

Как да изчислим параметъра?

Интересувате ли се каква е топлинната мощност? Формулата за изчисление е, както следва: C \u003d Q / (m ΔT). Какви са тези стойности? Q е количеството топлина, което продуктът получава при нагряване (или отделяно от продукта по време на охлаждане). m е масата на продукта, а ΔT е разликата между крайната и началната температура на продукта. По-долу е дадена таблица с топлинния капацитет на някои материали.

Какво може да се каже за изчисляването на топлинния капацитет?

Изчисляването на топлинния капацитет не е лесна задача, особено ако се използват само термодинамични методи, е невъзможно да се направи по-точно. Затова физиците използват методите на статистическата физика или познаването на микроструктурата на продуктите. Как да изчислим за газ? Топлинният капацитет на газ се изчислява от изчисляването на средната енергия на топлинно движение на отделните молекули в веществото. Движенията на молекулите могат да бъдат от транслационен и ротационен тип, а вътре в молекула може да има цял атом или вибрация на атоми. Класическата статистика казва, че за всяка степен на свобода на ротационни и транслационни движения има моларна стойност, която е равна на R / 2, а за всяка вибрационна степен на свобода стойността е равна на R. Това правило се нарича още закон за равнопоставеност.

В този случай частица от едноатомен газ се различава само с три транслационни степени на свобода и следователно нейният топлинен капацитет трябва да бъде равен на 3R/2, което е в отлично съгласие с експеримента. Всяка молекула на двуатомен газ има три транслационни, две ротационни и една вибрационна степени на свобода, което означава, че законът за равноразпределение ще бъде 7R/2, а опитът показва, че топлинният капацитет на мол от двуатомен газ при обикновена температура е 5R/ 2. Защо имаше такова несъответствие в теорията? Това се дължи на факта, че при установяване на топлинния капацитет ще е необходимо да се вземат предвид различни квантови ефектис други думи, използвайте квантова статистика. Както можете да видите, топлинният капацитет е доста сложно понятие.

Квантовата механика казва, че всяка система от частици, които осцилират или се въртят, включително газова молекула, може да има определени дискретни енергийни стойности. Ако енергията на топлинното движение в инсталирана системае недостатъчна за възбуждане на трептения с необходимата честота, тогава тези трептения не допринасят за топлинния капацитет на системата.

IN твърди веществаох термично движениеатоми е слаби флуктуации в близост до определени позиции на равновесие, това се отнася за възлите на кристалната решетка. Атомът има три вибрационни степени на свобода и според закона моларният топлинен капацитет на твърдо тяло е равен на 3nR, където n е броят на атомите, присъстващи в молекулата. На практика тази стойност е границата, към която се стреми топлинният капацитет на тялото при високи температури. Стойността се постига при нормални температурни промени в много елементи, това се отнася за метали, както и за прости съединения. Определя се и топлинният капацитет на оловото и други вещества.

Какво може да се каже за ниските температури?

Вече знаем какво е топлинен капацитет, но ако говорим за ниски температури, тогава как ще бъде изчислена стойността тогава? Ако говорим за индикатори за ниска температура, тогава топлинният капацитет на твърдо тяло тогава се оказва пропорционален т 3 или така наречения закон на Дебай за топлинния капацитет. Основният критерий за разграничаване висока производителносттемператури от ниски, е обикновено сравнениеги с параметър характеристика на определено вещество - това може да бъде характеристиката или температурата на Дебай q D . Представената стойност се определя от вибрационния спектър на атомите в продукта и зависи значително от кристалната структура.

В металите електроните на проводимост имат известен принос за топлинния капацитет. Тази част от топлинния капацитет се изчислява с помощта на статистиката на Ферми-Дирак, която взема предвид електроните. Електронният топлинен капацитет на метала, който е пропорционален на обичайния топлинен капацитет, е относително малка стойност и допринася за топлинния капацитет на метала само при температури, близки до абсолютната нула. Тогава топлинният капацитет на решетката става много малък и може да се пренебрегне.

Масов топлинен капацитет

Масовият специфичен топлинен капацитет е количеството топлина, което е необходимо да се доведе до единица маса на веществото, за да се загрее продуктът на единица температура. Тази стойност се обозначава с буквата C и се измерва в джаули, разделени на килограм на келвин - J / (kg K). Това е всичко, което се отнася до топлинния капацитет на масата.

Какво представлява обемният топлинен капацитет?

Обемният топлинен капацитет е определено количество топлина, което трябва да бъде доведено до единица обем производство, за да се загрее на единица температура. Измерва се в джаули, разделени на кубичен метърза келвин или J / (m³ K). В много строителни справочници се взема предвид масовият специфичен топлинен капацитет при работа.

Практическо приложение на топлинния капацитет в строителната индустрия

Много топлоинтензивни материали се използват активно при изграждането на топлоустойчиви стени. Това е изключително важно за къщи, които се характеризират с периодично отопление. Например фурна. Топлоинтензивните продукти и стените, изградени от тях, перфектно акумулират топлина, съхраняват я по време на нагряване и постепенно отделят топлина след изключване на системата, като по този начин ви позволяват да поддържате приемлива температура през целия ден.

Така че, колкото повече топлина се съхранява в конструкцията, толкова по-удобна и стабилна ще бъде температурата в стаите.

Трябва да се отбележи, че обикновените тухли и бетон, използвани в жилищното строителство, имат значително по-нисък топлинен капацитет от експандирания полистирол. Ако вземем ековата, тогава тя е три пъти по-топлоемка от бетона. Трябва да се отбележи, че във формулата за изчисляване на топлинния капацитет не напразно има маса. Поради голямата огромна маса на бетон или тухла, в сравнение с ековата, позволява натрупване на огромни количества топлина в каменните стени на конструкциите и изглаждане на всички дневни температурни колебания. Само малка маса изолация като цяло рамкови къщи, въпреки добрия си топлинен капацитет, е най-слабата зона за всички рамкови технологии. Разрешавам този проблем, във всички къщи са монтирани впечатляващи топлинни акумулатори. Какво е? Това са конструктивни части, които се характеризират с голяма маса с доста добър индекс на топлинен капацитет.

Примери за акумулатори на топлина в живота

Какво може да бъде? Например някои вътрешни тухлени стени, голяма печка или камина, бетонни замазки.

Мебелите във всяка къща или апартамент са отличен акумулатор на топлина, тъй като шперплат, ПДЧ и дърво всъщност могат да съхраняват топлина само на килограм тегло три пъти повече от прословутата тухла.

Има ли някакви недостатъци на термичното съхранение? Разбира се, основният недостатък на този подход е, че акумулаторът на топлина трябва да бъде проектиран на етапа на създаване на оформление. рамкова къща. Всичко поради факта, че е много тежък и това ще трябва да се вземе предвид при създаването на основата и след това си представете как този обект ще бъде интегриран в интериора. Струва си да се каже, че е необходимо да се вземе предвид не само масата, ще е необходимо да се оценят и двете характеристики в работата: маса и топлинен капацитет. Например, ако използвате злато с невероятно тегло от двадесет тона на кубичен метър като акумулатор на топлина, тогава продуктът ще функционира както трябва само с двадесет и три процента по-добре от бетонен куб, който тежи два и половина тона.

Кое вещество е най-подходящо за съхранение на топлина?

най-добрият продуктза топлинен акумулатор изобщо не е бетон и тухла! Медта, бронзът и желязото се справят добре с това, но са много тежки. Колкото и да е странно, но най-добрият акумулатор на топлина е водата! Течността има впечатляващ топлинен капацитет, най-големият сред наличните за нас вещества. По-голям топлинен капацитет имат само хелиевите газове (5190 J / (kg K) и водорода (14300 J / (kg K)), но те са проблематични за прилагане на практика. Ако желаете и имате нужда, вижте таблицата на топлинния капацитет на веществата имате нужда.

Нека сега представим една много важна термодинамична характеристика, наречена топлинен капацитет системи(традиционно се обозначава с буквата ОТс различни индекси).

Топлинен капацитет - стойност добавка, зависи от количеството вещество в системата. Затова и ние въвеждаме специфична топлина

Специфична топлинае топлинният капацитет на единица маса на веществото

И моларен топлинен капацитет

Моларен топлинен капацитете топлинният капацитет на един мол вещество

Тъй като количеството топлина не е функция на състоянието и зависи от процеса, топлинният капацитет ще зависи и от начина, по който топлината се подава към системата. За да разберем това, нека си припомним първия закон на термодинамиката. Разделяне на равенството ( 2.4) на елементарно увеличение на абсолютната температура dT,получаваме съотношението

Вторият термин, както видяхме, зависи от вида на процеса. Отбелязваме, че в общия случай на неидеална система, взаимодействието на чиито частици (молекули, атоми, йони и т.н.) не може да се пренебрегне (виж, например, § 2.5 по-долу, в който се разглежда ван дер Ваалсов газ) , вътрешната енергия зависи не само от температурата, но и от обема на системата. Това се обяснява с факта, че енергията на взаимодействието зависи от разстоянието между взаимодействащите частици. Когато обемът на системата се променя, концентрацията на частиците се променя, съответно средното разстояние между тях се променя и в резултат на това се променят енергията на взаимодействие и цялата вътрешна енергия на системата. С други думи, в общия случай на неидеална система

Следователно в общия случай първият член не може да бъде записан като обща производна, общата производна трябва да бъде заменена с частична производна с допълнително указание на постоянната стойност, при която се изчислява. Например за изохорния процес:

.

Или за изобарен процес

Частичната производна, включена в този израз, се изчислява с помощта на уравнението на състоянието на системата, записано като . Например в частния случай на идеален газ

тази производна е

.

Ще разгледаме два специални случая, съответстващи на процеса на подаване на топлина:

• постоянен обем;
• постоянно налягане в системата.

В първия случай работете dА = 0и получаваме топлинния капацитет C Vидеален газ при постоянен обем:

Като се има предвид направената по-горе резервация, за неидеална системна връзка (2.19) трябва да се запише в следната форма общ изглед

Подмяна в 2.7на , и на , веднага получаваме:

.

За изчисляване на топлинния капацитет на идеален газ С ппри постоянно налягане ( dp=0) вземаме предвид, че от уравнението ( 2.8) следва израза за елементарна работа с безкрайно малка промяна в температурата

Стигаме до края

Разделяйки това уравнение на броя на моловете на веществото в системата, получаваме подобно отношение за моларните топлинни мощности при постоянен обем и налягане, наречени Съотношението на Майер

За справка обща формула- за произволна система - свързване на изохорни и изобарни топлинни мощности:

Изразите (2.20) и (2.21) се получават от тази формула, като в нея се замести изразът за вътрешна енергияидеален газ и използвайки неговото уравнение на състоянието (вижте по-горе):

.

Топлинният капацитет на дадена маса вещество при постоянно налягане е по-голям от топлинния капацитет при постоянен обем, тъй като част от вложената енергия се изразходва за извършване на работа и за същото отопление е необходима повече топлина. Забележете, че от (2.21) следва физическо значениегазова константа:

По този начин се оказва, че топлинният капацитет зависи не само от вида на веществото, но и от условията, при които протича процесът на промяна на температурата.

Както виждаме, изохорният и изобарният топлинен капацитет на идеалния газ не зависят от температурата на газа; за реалните вещества тези топлинни капацитети зависят най-общо казано и от самата температура. т.

Изохорният и изобарният топлинен капацитет на идеален газ също могат да бъдат получени директно от общото определение, като се използват формулите, получени по-горе ( 2.7) и (2.10 ) за количеството топлина, получено от идеален газ при тези процеси.

За изохорния процес изразът за C Vследва от ( 2.7):

За изобарен процес изразът за C стрследва от (2.10):

За моларен топлинен капацитеттака се получават следните изрази

Съотношението на топлинните мощности е равно на адиабатния индекс:

На термодинамично ниво е невъзможно да се предвиди числената стойност ж; успяхме да направим това само при разглеждане на микроскопичните свойства на системата (виж израз (1.19 ), както и ( 1.28) за смес от газове). От формули (1.19) и (2.24) следват теоретични прогнози за моларните топлинни мощности на газовете и адиабатния показател.

Едноатомни газове (i = 3):

Двуатомни газове (i = 5):

Многоатомни газове (i = 6):

Експериментални данни за различни веществаса показани в таблица 1.

маса 1

Вещество			ж

Това е ясно прост модел идеални газовекато цяло описва доста добре свойствата на истинските газове. Имайте предвид, че съгласието е получено без да се вземат предвид вибрационните степени на свобода на молекулите на газа.

Дадохме и стойностите на моларния топлинен капацитет на някои метали при стайна температура. Ако си представите кристална решеткаметал като подреден набор от твърди топки, свързани с пружини към съседни топки, тогава всяка частица може да осцилира само в три посоки ( аз броя = 3) и всяка такава степен на свобода е свързана с кинетика k V T/2и същата потенциална енергия. Следователно кристалната частица има вътрешна (осцилаторна) енергия k V T.Умножавайки по числото на Авогадро, получаваме вътрешната енергия на един мол

откъде идва стойността на моларния топлинен капацитет

(Поради малкия коефициент на топлинно разширение на твърдите тела, те не се различават с пИ cv). Горното съотношение за моларния топлинен капацитет на твърдите вещества се нарича законът на Dulong и Petit,и таблицата показва добро съвпадение на изчислената стойност

с експеримент.

Говорейки за доброто съответствие между горните съотношения и експерименталните данни, трябва да се отбележи, че то се наблюдава само в определен температурен диапазон. С други думи, топлинният капацитет на системата зависи от температурата, а формулите (2.24) имат ограничен обхват. Помислете първо за фиг. 2.10, която показва експерименталната зависимост на топлинния капацитет с телевизорводороден газ от абсолютна температура Т.

Ориз. 2.10. Моларен топлинен капацитет на газообразен водород Н2 при постоянен обем като функция от температурата (експериментални данни)

По-долу, за краткост, говорим за отсъствието на определени степени на свобода в молекулите в определени температурни диапазони. Още веднъж припомняме, че всъщност говорим за следното. По квантови причини, относителният принос към вътрешната енергия на газ определени видоведвижението наистина зависи от температурата и в определени температурни интервали може да бъде толкова малко, че в експеримента - винаги извършван с крайна точност - е невидимо. Резултатът от експеримента изглежда така, сякаш тези видове движение не съществуват и няма съответни степени на свобода. Броят и естеството на степените на свобода се определят от структурата на молекулата и триизмерността на нашето пространство – те не могат да зависят от температурата.

Приносът към вътрешната енергия зависи от температурата и може да бъде малък.

При температури под 100 Ктоплинен капацитет

което показва липсата както на ротационни, така и на вибрационни степени на свобода в молекулата. Освен това, с повишаване на температурата, топлинният капацитет бързо нараства до класическата стойност

характеристика на двуатомна молекулас твърда връзка, в която няма вибрационни степени на свобода. При температури над 2000 Ктоплинният капацитет открива нов скок към стойността

Този резултат също показва появата на вибрационни степени на свобода. Но всичко това все още изглежда необяснимо. Защо една молекула не може да се върти при ниски температури? И защо вибрациите в една молекула възникват само при много високи температури? В предишната глава беше дадена кратка качествена дискусия на квантовите причини за това поведение. И сега можем само да повторим, че всичко се свежда до конкретно квантови явления, които не могат да бъдат обяснени от гледна точка на класическата физика. Тези явления са разгледани подробно в следващите раздели на курса.

Допълнителна информация

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Наръчник по физика, наука, 1977 - стр. 236 - таблица на характерните температури на "включване" на вибрационните и ротационните степени на свобода на молекулите за някои специфични газове;

Нека сега се обърнем към фиг. 2.11, представляваща зависимостта на моларния топлинен капацитет от три химични елементи(кристали) на температура. При високи температури и трите криви клонят към една и съща стойност

съответстващ на закона Dulong и Petit. Оловото (Pb) и желязото (Fe) на практика имат този ограничаващ топлинен капацитет още при стайна температура.

Ориз. 2.11. Зависимостта на моларния топлинен капацитет за три химични елемента - кристали от олово, желязо и въглерод (диамант) - от температурата

За диаманта (C) тази температура все още не е достатъчно висока. А при ниски температури и трите криви показват значително отклонение от закона на Дюлонг и Пети. Това е друго проявление на квантовите свойства на материята. Класическата физика се оказва безсилна да обясни много закономерности, наблюдавани при ниски температури.

Допълнителна информация

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer Въведение в молекулярната физика и термодинамика, Изд. IL, 1962 - стр. 106–107, част I, § 12 - приносът на електроните към топлинния капацитет на металите при температури, близки до абсолютната нула;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Перелман Я.И. Знаеш ли физика? Библиотека "Квант", бр.82, ​​Наука, 1992г. Страница 132, въпрос 137: кои тела имат най-висок топлинен капацитет (виж отговора на стр. 151);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Перелман Я.И. Знаеш ли физика? Библиотека "Квант", бр.82, ​​Наука, 1992г. Страница 132, въпрос 135: за нагряване на вода в три състояния - твърдо, течно и пара (виж отговора на стр. 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - физическа енциклопедия. Калориметрия. Описани са методи за измерване на топлинните мощности.

В днешния урок ще представим такова физическо понятие като специфичния топлинен капацитет на дадено вещество. Знаем, че зависи от химични свойствавещества, а стойността му, която може да се намери в таблиците, е различна за различните вещества. След това ще разберем мерните единици и формулата за намиране на специфичния топлинен капацитет, а също така ще научим как да анализираме топлинните свойства на веществата по стойността на техния специфичен топлинен капацитет.

Калориметър(от лат. калории- топло и metor- мярка) - устройство за измерване на количеството топлина, отделена или погълната при всеки физически, химичен или биологичен процес. Терминът "калориметър" е предложен от А. Лавоазие и П. Лаплас.

Калориметърът се състои от капак, вътрешно и външно стъкло. Много важно при конструкцията на калориметъра е между по-малките и по-големите съдове да има слой въздух, който поради ниската топлопроводимост осигурява лош топлопренос между съдържанието и външната среда. Този дизайн позволява да се разглежда калориметърът като вид термос и практически да се отървете от ефектите външна средавърху протичането на процесите на топлопреминаване вътре в калориметъра.

Калориметърът е предназначен за по-точни измервания на специфични топлинни мощности и други топлинни параметри на телата от посочените в таблицата.

Коментирайте.Важно е да се отбележи, че такова понятие като количество топлина, което използваме много често, не трябва да се бърка с вътрешната енергия на тялото. Количеството топлина определя точно промяната на вътрешната енергия, а не нейната специфична стойност.

Имайте предвид, че специфичният топлинен капацитет на различните вещества е различен, което може да се види от таблицата (фиг. 3). Например златото има специфичен топлинен капацитет. Както вече посочихме по-рано, физическото значение на този специфичен топлинен капацитет означава, че за да се нагрее 1 kg злато с 1 °C, той трябва да бъде снабден с 130 J топлина (фиг. 5).

Ориз. 5. Специфичен топлинен капацитет на златото

В следващия урок ще обсъдим как да изчислим количеството топлина.

Списъклитература

1. Генденщайн Л.Е., Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Изд. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. - М.: Мнемозина.
2. Peryshkin A.V. Физика 8. - М.: Дропла, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.

1. Интернет портал "vactekh-holod.ru" ()

Домашна работа