सूत्र गर्म करने पर शरीर द्वारा अवशोषित ऊष्मा की मात्रा। पाठ विषय: "गर्मी की मात्रा

बदलना आंतरिक ऊर्जाकार्य करने से कार्य की मात्रा की विशेषता होती है, अर्थात। कार्य एक निश्चित प्रक्रिया में आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन का एक उपाय है। ऊष्मा स्थानांतरण के दौरान किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की विशेषता ऊष्मा की मात्रा कहलाने वाली मात्रा से होती है।

बिना काम किए ही गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया में शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होता है। ऊष्मा की मात्रा को अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है क्यू .

कार्य, आंतरिक ऊर्जा और गर्मी की मात्रासमान इकाइयों में मापा जाता है - जूल ( जे), ऊर्जा के किसी अन्य रूप की तरह।

थर्मल मापन में, ऊर्जा की एक विशेष इकाई, कैलोरी ( मल), के बराबर 1 ग्राम पानी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा (अधिक सटीक रूप से, 19.5 से 20.5 डिग्री सेल्सियस तक)। यह इकाई, विशेष रूप से, वर्तमान में गर्मी (तापीय ऊर्जा) की खपत की गणना में उपयोग की जाती है अपार्टमेंट इमारतों. अनुभवजन्य रूप से, ऊष्मा के यांत्रिक समतुल्य को स्थापित किया गया है - कैलोरी और जूल के बीच का अनुपात: 1 कैल = 4.2 जे.

जब कोई पिंड बिना काम किए ही एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा स्थानांतरित करता है, तो उसकी आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है, यदि कोई शरीर एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा छोड़ता है, तो उसकी आंतरिक ऊर्जा कम हो जाती है।

यदि आप दो समान बर्तनों में 100 ग्राम पानी और दूसरे में 400 ग्राम पानी समान तापमान पर डालकर उसी बर्नर पर डालते हैं, तो पहले बर्तन में पानी पहले उबल जाएगा। इस प्रकार, अधिक शरीर का द्रव्यमान, विषय बड़ी मात्राइसे गर्म करने के लिए गर्मी की जरूरत होती है। वही शीतलन के लिए जाता है।

किसी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा इस बात पर भी निर्भर करती है कि यह शरीर किस प्रकार के पदार्थ से बना है। पदार्थ के प्रकार पर शरीर को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की यह निर्भरता एक भौतिक मात्रा की विशेषता है जिसे कहा जाता है विशिष्ट गर्मी की क्षमता पदार्थ।

- यह एक भौतिक मात्रा है जो ऊष्मा की मात्रा के बराबर होती है जिसे किसी पदार्थ को 1 ° C (या 1 K) गर्म करने के लिए 1 किलो पदार्थ को सूचित किया जाना चाहिए। 1 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा करने पर पदार्थ के 1 किलो द्वारा उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है।

विशिष्ट ताप क्षमता को अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है साथ. विशिष्ट ऊष्मा धारिता की इकाई है 1 जे/किलो डिग्री सेल्सियसया 1 जे/किलो डिग्री के।

पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा धारिता के मान प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किए जाते हैं। तरल पदार्थों में धातुओं की तुलना में उच्च विशिष्ट ताप क्षमता होती है; पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता सबसे अधिक होती है, सोने की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता बहुत कम होती है।

चूँकि ऊष्मा की मात्रा शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होती है, इसलिए हम कह सकते हैं कि विशिष्ट ऊष्मा क्षमता यह दर्शाती है कि आंतरिक ऊर्जा में कितना परिवर्तन होता है। 1 किलोग्रामपदार्थ जब उसका तापमान बदलता है 1 डिग्री सेल्सियस. विशेष रूप से, 1 किलो लेड की आंतरिक ऊर्जा, जब इसे 1 °C तक गर्म किया जाता है, तो 140 J बढ़ जाती है, और जब इसे ठंडा किया जाता है, तो यह 140 J कम हो जाती है।

क्यूशरीर द्रव्यमान को गर्म करने के लिए आवश्यक एमतापमान टी 1 डिग्रीСतापमान तक टी 2 डिग्रीС, पदार्थ की विशिष्ट गर्मी क्षमता, शरीर द्रव्यमान और अंतिम और प्रारंभिक तापमान के बीच के अंतर के उत्पाद के बराबर है, अर्थात।

क्यू \u003d सी एम (टी 2 - टी 1)

उसी सूत्र के अनुसार, ठंडा होने पर शरीर कितनी गर्मी देता है, इसकी भी गणना की जाती है। केवल इस मामले में अंतिम तापमान को प्रारंभिक तापमान से घटाया जाना चाहिए, अर्थात। छोटे तापमान को बड़े तापमान से घटाएं।

यह इस विषय पर एक सारांश है। "गर्मी की मात्रा। विशिष्ट ताप". अगले चरण चुनें:

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आप न केवल काम करके, बल्कि गैस को गर्म करके भी सिलेंडर में गैस की आंतरिक ऊर्जा को बदल सकते हैं (चित्र 43)। यदि पिस्टन स्थिर हो जाता है, तो गैस का आयतन नहीं बदलेगा, लेकिन तापमान और इसलिए आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि होगी।
बिना कार्य किए ऊर्जा को एक पिंड से दूसरे पिंड में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया को ऊष्मा अंतरण या ऊष्मा अंतरण कहा जाता है।

गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप शरीर में स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा को गर्मी की मात्रा कहा जाता है।गर्मी की मात्रा को वह ऊर्जा भी कहा जाता है जो शरीर गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया में देता है।

गर्मी हस्तांतरण की आणविक तस्वीर।पिंडों के बीच की सीमा पर गर्मी के आदान-प्रदान के दौरान, ठंडे शरीर के धीरे-धीरे चलने वाले अणु गर्म शरीर के तेज गति वाले अणुओं के साथ बातचीत करते हैं। नतीजतन, अणुओं की गतिज ऊर्जा बराबर हो जाती है और ठंडे शरीर के अणुओं की गति बढ़ जाती है, जबकि गर्म शरीर के अणुओं की गति कम हो जाती है।

ऊष्मा विनिमय के दौरान, ऊर्जा का एक रूप से दूसरे रूप में रूपांतरण नहीं होता है: एक गर्म शरीर की आंतरिक ऊर्जा का कुछ हिस्सा ठंडे शरीर में स्थानांतरित हो जाता है।

गर्मी और गर्मी क्षमता की मात्रा।कक्षा VII के भौतिकी पाठ्यक्रम से यह ज्ञात होता है कि तापमान t 1 से तापमान t 2 तक द्रव्यमान m वाले किसी पिंड को गर्म करने के लिए, उसे ऊष्मा की मात्रा के बारे में सूचित करना आवश्यक है।

क्यू \u003d सेमी (टी 2 - टी 1) \u003d सेमीΔt। (4.5)

जब कोई पिंड ठंडा होता है, तो उसका शाश्वत तापमान t2 प्रारंभिक t1 से कम होता है और शरीर द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा ऋणात्मक होती है।
गुणांक c को सूत्र (4.5) में कहा जाता है विशिष्ट ताप . विशिष्ट ऊष्मा धारिता ऊष्मा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ के 1 किलो के तापमान में परिवर्तन होने पर 1 किलो पदार्थ प्राप्त करता है या देता है।

विशिष्ट ऊष्मा क्षमता जूल प्रति किलोग्राम केल्विन गुणा में व्यक्त की जाती है।तापमान को 1 K तक बढ़ाने के लिए विभिन्न निकायों को अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, पानी की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 4190 J/(kg K) है, और तांबे की 380 J/(kg K) है।

विशिष्ट ऊष्मा क्षमता न केवल पदार्थ के गुणों पर निर्भर करती है, बल्कि उस प्रक्रिया पर भी निर्भर करती है जिसके द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। यदि आप किसी गैस को स्थिर दाब पर गर्म करते हैं, तो वह फैल जाएगी और कार्य करेगी। स्थिर दाब पर किसी गैस को 1°C तक गर्म करने के लिए, उसे स्थिर आयतन पर गर्म करने की अपेक्षा अधिक ऊष्मा स्थानांतरित करने की आवश्यकता होगी।

तरल और ठोस पिंडगर्म होने पर थोड़ा फैलता है, और स्थिर आयतन और स्थिर दबाव पर उनकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ बहुत कम होती हैं।

वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा।किसी द्रव को वाष्प में बदलने के लिए उसमें एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा का स्थानान्तरण होना चाहिए। इस परिवर्तन के दौरान तरल का तापमान नहीं बदलता है। एक स्थिर तापमान पर तरल के वाष्प में परिवर्तन से अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि नहीं होती है, बल्कि उनकी संभावित ऊर्जा में वृद्धि होती है। आखिरकार, गैस के अणुओं के बीच की औसत दूरी तरल अणुओं की तुलना में कई गुना अधिक होती है। इसके अलावा, से किसी पदार्थ के संक्रमण के दौरान आयतन में वृद्धि तरल अवस्थागैसीय में बाहरी दबाव की ताकतों के खिलाफ काम करने की आवश्यकता होती है।

एक स्थिर ताप पर 1 किग्रा द्रव को वाष्प में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा कहलाती है विशिष्ट तापवाष्पीकरण। यह मान अक्षर r द्वारा निरूपित किया जाता है और जूल प्रति किलोग्राम में व्यक्त किया जाता है।

पानी के वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा बहुत अधिक होती है: 2.256 · 10 6 J/kg 100°C पर। अन्य तरल पदार्थों (शराब, ईथर, पारा, मिट्टी के तेल, आदि) के लिए, वाष्पीकरण की विशिष्ट गर्मी 3-10 गुना कम होती है।

द्रव्यमान m के किसी द्रव को वाष्प में बदलने के लिए किसके बराबर ऊष्मा की आवश्यकता होती है:

जब भाप संघनित होती है, तो उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है

क्यू के = -आरएम। (4.7)

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा।जब एक क्रिस्टलीय पिंड पिघलता है, तो उसे आपूर्ति की जाने वाली सारी गर्मी अणुओं की संभावित ऊर्जा को बढ़ाने के लिए जाती है। अणुओं की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन नहीं होता है, क्योंकि गलनांक स्थिर तापमान पर होता है।

गलनांक पर 1 किलोग्राम क्रिस्टलीय पदार्थ को उसी तापमान के तरल में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा (लैम्ब्डा) की मात्रा को संलयन की विशिष्ट ऊष्मा कहा जाता है।

किसी पदार्थ के 1 किग्रा के क्रिस्टलीकरण के दौरान ठीक उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है। बर्फ के पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा अपेक्षाकृत अधिक होती है: 3.4 10 5 जे/किग्रा।

द्रव्यमान m के एक क्रिस्टलीय पिंड को पिघलाने के लिए, ऊष्मा की मात्रा की आवश्यकता होती है:

क्यूपीएल \u003d m। (4.8)

शरीर के क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा बराबर होती है:

क्यू करोड़ = - m. (4.9)

1. ऊष्मा की मात्रा को क्या कहते हैं? 2. पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता क्या निर्धारित करती है? 3. वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा को क्या कहते हैं? 4. संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को क्या कहते हैं? 5. किन मामलों में स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा ऋणात्मक होती है?

>>भौतिकी: गर्मी की मात्रा

सिलेंडर में गैस की आंतरिक ऊर्जा को न केवल काम करने से, बल्कि गैस को गर्म करने से भी बदलना संभव है।
यदि आप पिस्टन को ठीक करते हैं ( अंजीर.13.5), तो गर्म करने पर गैस का आयतन नहीं बदलता है और कोई काम नहीं होता है। लेकिन गैस का तापमान और इसलिए इसकी आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है।

बिना कार्य किये एक पिंड से दूसरे पिंड में ऊर्जा के स्थानान्तरण की प्रक्रिया कहलाती है गर्मी विनिमयया गर्मी का हस्तांतरण।
गर्मी हस्तांतरण के दौरान आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की मात्रात्मक माप को कहा जाता है गर्मी की मात्रा. गर्मी की मात्रा को वह ऊर्जा भी कहा जाता है जो शरीर गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया में देता है।
गर्मी हस्तांतरण की आणविक तस्वीर
ऊष्मा विनिमय के दौरान, ऊर्जा का एक रूप से दूसरे रूप में रूपांतरण नहीं होता है; एक गर्म शरीर की आंतरिक ऊर्जा का कुछ हिस्सा ठंडे शरीर में स्थानांतरित हो जाता है।
गर्मी और गर्मी क्षमता की मात्रा।आप पहले से ही जानते हैं कि किसी पिंड को द्रव्यमान से गर्म करने के लिए एमतापमान t1तापमान तक t2इसमें गर्मी की मात्रा को स्थानांतरित करना आवश्यक है:

जब कोई पिंड ठंडा होता है, तो उसका अंतिम तापमान t2प्रारंभिक तापमान से कम है t1और शरीर द्वारा दी जाने वाली ऊष्मा की मात्रा ऋणात्मक होती है।
गुणक सीसूत्र (13.5) में कहा जाता है विशिष्ट तापपदार्थ। विशिष्ट ऊष्मा क्षमता संख्यात्मक रूप से उस ऊष्मा की मात्रा के बराबर होती है जो 1 किलो द्रव्यमान का पदार्थ प्राप्त करता है या छोड़ता है जब उसका तापमान 1 K से बदल जाता है।
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता न केवल पदार्थ के गुणों पर निर्भर करती है, बल्कि उस प्रक्रिया पर भी निर्भर करती है जिसके द्वारा ऊष्मा का स्थानांतरण होता है। यदि आप किसी गैस को स्थिर दाब पर गर्म करते हैं, तो वह फैल जाएगी और कार्य करेगी। स्थिर दाब पर किसी गैस को 1°C तक गर्म करने के लिए, उसे स्थिर आयतन पर गर्म करने की तुलना में अधिक ऊष्मा स्थानांतरित करने की आवश्यकता होती है, जब गैस केवल गर्म होगी।
तरल पदार्थ और ठोस गर्म करने पर थोड़ा फैलते हैं। स्थिर आयतन और स्थिर दबाव पर उनकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ बहुत कम होती हैं।
वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा।उबलने की प्रक्रिया के दौरान एक तरल को वाष्प में बदलने के लिए, इसमें एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा को स्थानांतरित करना आवश्यक है। किसी द्रव को उबालने पर उसका तापमान नहीं बदलता है। एक स्थिर तापमान पर एक तरल के वाष्प में परिवर्तन से अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि नहीं होती है, बल्कि उनकी बातचीत की संभावित ऊर्जा में वृद्धि होती है। आखिरकार, गैस के अणुओं के बीच की औसत दूरी तरल अणुओं के बीच की तुलना में बहुत अधिक है।
संख्यात्मक रूप से एक स्थिर तापमान पर 1 किलो तरल को भाप में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा के बराबर मान कहलाता है वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा. यह मान अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है आरऔर जूल प्रति किलोग्राम (J/kg) में व्यक्त किया जाता है।
पानी के वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा बहुत अधिक होती है: rH2O\u003d 2.256 10 6 जे / किग्रा 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर। अन्य तरल पदार्थों में, उदाहरण के लिए, शराब, ईथर, पारा, मिट्टी के तेल में, वाष्पीकरण की विशिष्ट गर्मी पानी की तुलना में 3-10 गुना कम होती है।
एक तरल को द्रव्यमान में बदलने के लिए एमभाप को किसके बराबर ऊष्मा की आवश्यकता होती है:

जब भाप संघनित होती है, तो उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है:

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा।जब एक क्रिस्टलीय पिंड पिघलता है, तो उसे आपूर्ति की जाने वाली सारी गर्मी अणुओं की संभावित ऊर्जा को बढ़ाने के लिए जाती है। अणुओं की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन नहीं होता है, क्योंकि गलनांक स्थिर तापमान पर होता है।
1 किलो वजन वाले क्रिस्टलीय पदार्थ को गलनांक पर द्रव में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा के बराबर संख्यात्मक मान को संलयन की विशिष्ट ऊष्मा कहा जाता है।
1 किलो द्रव्यमान वाले पदार्थ के क्रिस्टलीकरण के दौरान, उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है जितनी पिघलने के दौरान अवशोषित होती है।
बर्फ के पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा अपेक्षाकृत अधिक होती है: 3.34 10 5 J/kg। "अगर बर्फ में संलयन की उच्च गर्मी नहीं होती," आर। ब्लैक ने 18 वीं शताब्दी में लिखा था, "तो वसंत ऋतु में बर्फ के पूरे द्रव्यमान को कुछ मिनटों या सेकंड में पिघलना होगा, क्योंकि गर्मी लगातार बर्फ में स्थानांतरित हो जाती है। हवा से। इसके परिणाम भयानक होंगे; क्योंकि वर्तमान स्थिति में भी बड़ी बाढ़ और पानी की बड़ी धाराएँ बर्फ या बर्फ के बड़े समूह के पिघलने से उत्पन्न होती हैं।”
एक द्रव्यमान के साथ एक क्रिस्टलीय शरीर को पिघलाने के लिए एम, आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है:

शरीर के क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा बराबर होती है:

किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा गर्म करने और ठंडा करने के दौरान, वाष्पीकरण और संघनन के दौरान, पिघलने और क्रिस्टलीकरण के दौरान बदल जाती है। सभी मामलों में, एक निश्चित मात्रा में गर्मी शरीर में स्थानांतरित या हटा दी जाती है।

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1. मात्रा किसे कहते हैं गरमाहट?
2. किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा धारिता किस पर निर्भर करती है?
3. वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा को क्या कहते हैं?
4. संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को क्या कहते हैं?
5. किन मामलों में गर्मी की मात्रा एक सकारात्मक मूल्य है, और किन मामलों में यह नकारात्मक है?

जी.वाई.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी ग्रेड 10

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आप न केवल काम करके, बल्कि गैस को गर्म करके भी सिलेंडर में गैस की आंतरिक ऊर्जा को बदल सकते हैं (चित्र 43)। यदि पिस्टन स्थिर हो जाता है, तो गैस का आयतन नहीं बदलेगा, लेकिन तापमान और इसलिए आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि होगी।

बिना कार्य किए ऊर्जा को एक पिंड से दूसरे पिंड में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया को ऊष्मा अंतरण या ऊष्मा अंतरण कहा जाता है।

गर्मी हस्तांतरण के परिणामस्वरूप शरीर में स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा को गर्मी की मात्रा कहा जाता है। गर्मी की मात्रा को वह ऊर्जा भी कहा जाता है जो शरीर गर्मी हस्तांतरण की प्रक्रिया में देता है।

गर्मी हस्तांतरण की आणविक तस्वीर।पिंडों के बीच की सीमा पर गर्मी के आदान-प्रदान के दौरान, ठंडे शरीर के धीरे-धीरे चलने वाले अणु गर्म शरीर के तेज गति वाले अणुओं के साथ बातचीत करते हैं। नतीजतन, गतिज ऊर्जा

अणु संरेखित होते हैं और ठंडे शरीर के अणुओं की गति बढ़ जाती है, और गर्म की घट जाती है।

ऊष्मा विनिमय के दौरान, ऊर्जा का एक रूप से दूसरे रूप में रूपांतरण नहीं होता है: एक गर्म शरीर की आंतरिक ऊर्जा का कुछ हिस्सा ठंडे शरीर में स्थानांतरित हो जाता है।

गर्मी और गर्मी क्षमता की मात्रा।कक्षा VII के भौतिकी पाठ्यक्रम से यह ज्ञात होता है कि तापमान से तापमान तक किसी पिंड को द्रव्यमान के साथ गर्म करने के लिए, उसे ऊष्मा की मात्रा के बारे में सूचित करना आवश्यक है।

जब शरीर ठंडा होता है, तो उसका अंतिम तापमान प्रारंभिक तापमान से कम होता है और शरीर द्वारा छोड़ी गई गर्मी की मात्रा नकारात्मक होती है।

सूत्र (4.5) में गुणांक c को विशिष्ट ऊष्मा धारिता कहा जाता है। विशिष्ट ऊष्मा धारिता ऊष्मा की वह मात्रा है जो किसी पदार्थ के 1 किलो के तापमान में परिवर्तन होने पर 1 किलो पदार्थ प्राप्त करता है या देता है -

विशिष्ट ऊष्मा क्षमता जूल प्रति किलोग्राम केल्विन गुणा में व्यक्त की जाती है। विभिन्न निकायों को I K द्वारा तापमान बढ़ाने के लिए असमान मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, पानी और तांबे की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता

विशिष्ट ताप क्षमता न केवल पदार्थ के गुणों पर निर्भर करती है, बल्कि उस प्रक्रिया पर भी निर्भर करती है जिसके द्वारा गर्मी हस्तांतरण होता है। यदि आप निरंतर दबाव में गैस को गर्म करते हैं, तो यह फैल जाएगी और काम करेगी। स्थिर दाब पर किसी गैस को 1°C तक गर्म करने के लिए, उसे स्थिर आयतन पर गर्म करने की अपेक्षा अधिक ऊष्मा स्थानांतरित करने की आवश्यकता होगी।

तरल पदार्थ और ठोस गर्म होने पर थोड़ा फैलते हैं, और स्थिर आयतन और स्थिर दबाव पर उनकी विशिष्ट ऊष्मा क्षमताएँ बहुत कम होती हैं।

वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा। किसी द्रव को वाष्प में बदलने के लिए उसमें एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा का स्थानान्तरण होना चाहिए। इस परिवर्तन के दौरान तरल का तापमान नहीं बदलता है। एक स्थिर तापमान पर तरल के वाष्प में परिवर्तन से अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि नहीं होती है, बल्कि उनकी संभावित ऊर्जा में वृद्धि होती है। आखिरकार, गैस के अणुओं के बीच की औसत दूरी तरल अणुओं की तुलना में कई गुना अधिक होती है। इसके अलावा, तरल से गैसीय अवस्था में किसी पदार्थ के संक्रमण के दौरान मात्रा में वृद्धि के लिए बाहरी दबाव की ताकतों के खिलाफ काम करने की आवश्यकता होती है।

स्थिर ताप पर 1 किग्रा द्रव को वाष्प में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा कहलाती है

वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा। यह मान एक अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है और जूल प्रति किलोग्राम में व्यक्त किया जाता है।

पानी के वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा बहुत अधिक होती है: 100°C के तापमान पर। अन्य तरल पदार्थों (शराब, ईथर, पारा, मिट्टी के तेल, आदि) के लिए, वाष्पीकरण की विशिष्ट गर्मी 3-10 गुना कम होती है।

एक तरल द्रव्यमान को वाष्प में बदलने के लिए बराबर ऊष्मा की आवश्यकता होती है:

जब भाप संघनित होती है, तो उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है:

संलयन की विशिष्ट ऊष्मा।जब एक क्रिस्टलीय पिंड पिघलता है, तो उसे आपूर्ति की जाने वाली सारी गर्मी अणुओं की संभावित ऊर्जा को बढ़ाने के लिए जाती है। अणुओं की गतिज ऊर्जा में परिवर्तन नहीं होता है, क्योंकि गलनांक स्थिर तापमान पर होता है।

गलनांक पर 1 किलोग्राम क्रिस्टलीय पदार्थ को उसी तापमान के तरल में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा A की मात्रा को संलयन की विशिष्ट ऊष्मा कहा जाता है।

किसी पदार्थ के 1 किग्रा के क्रिस्टलीकरण के दौरान ठीक उतनी ही मात्रा में ऊष्मा निकलती है। बर्फ के पिघलने की विशिष्ट ऊष्मा काफी अधिक होती है:

एक द्रव्यमान के साथ एक क्रिस्टलीय शरीर को पिघलाने के लिए, ऊष्मा की मात्रा की आवश्यकता होती है:

शरीर के क्रिस्टलीकरण के दौरान निकलने वाली ऊष्मा की मात्रा बराबर होती है:

1. ऊष्मा की मात्रा को क्या कहते हैं? 2. पदार्थों की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता क्या निर्धारित करती है? 3. वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा को क्या कहते हैं? 4. संलयन की विशिष्ट ऊष्मा को क्या कहते हैं? 5. किन मामलों में स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा ऋणात्मक होती है?

चूल्हे पर क्या तेजी से गर्म होता है - केतली या पानी की बाल्टी? उत्तर स्पष्ट है - एक केतली। फिर दूसरा सवाल क्यों?

उत्तर कम स्पष्ट नहीं है - क्योंकि केतली में पानी का द्रव्यमान कम होता है। बढ़िया। अब आप अपना खुद का असली बना सकते हैं शारीरिक अनुभवघर पर। ऐसा करने के लिए, आपको दो समान छोटे सॉस पैन, समान मात्रा में पानी और . की आवश्यकता होगी वनस्पति तेल, उदाहरण के लिए, आधा लीटर और एक स्टोव। एक ही आग पर तेल और पानी के बर्तन रखें। और अब बस देखें कि क्या तेजी से गर्म होगा। यदि तरल पदार्थों के लिए थर्मामीटर है, तो आप इसका उपयोग कर सकते हैं, यदि नहीं, तो आप समय-समय पर अपनी उंगली से तापमान की जांच कर सकते हैं, बस सावधान रहें कि आप खुद को जलाएं नहीं। किसी भी मामले में, आप जल्द ही देखेंगे कि तेल पानी की तुलना में काफी तेजी से गर्म होता है। और एक और सवाल, जिसे अनुभव के रूप में भी लागू किया जा सकता है। क्या तेजी से उबालेगा - गरम पानीया ठंडा? सब कुछ फिर से स्पष्ट है - गर्म सबसे पहले खत्म होगा। ये सब अजीब सवाल और प्रयोग क्यों? परिभाषित करने के लिए भौतिक मात्रा, "गर्मी की मात्रा" कहा जाता है।

गर्मी की मात्रा

गर्मी की मात्रा वह ऊर्जा है जो शरीर गर्मी हस्तांतरण के दौरान खो देता है या प्राप्त करता है। यह नाम से स्पष्ट है। ठंडा होने पर, शरीर एक निश्चित मात्रा में गर्मी खो देगा, और गर्म होने पर यह अवशोषित हो जाएगा। और हमारे सवालों के जवाब ने हमें दिखाया ऊष्मा की मात्रा किस पर निर्भर करती है?सबसे पहले, शरीर का द्रव्यमान जितना अधिक होता है, उतनी ही अधिक ऊष्मा की मात्रा को उसके तापमान को एक डिग्री बदलने के लिए खर्च करना पड़ता है। दूसरे, किसी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा उस पदार्थ पर निर्भर करती है जिससे वह बना है, अर्थात पदार्थ के प्रकार पर। और तीसरा, गर्मी हस्तांतरण से पहले और बाद में शरीर के तापमान में अंतर भी हमारी गणना के लिए महत्वपूर्ण है। पूर्वगामी के आधार पर, हम कर सकते हैं ऊष्मा की मात्रा सूत्र द्वारा ज्ञात कीजिए :

क्यू=सेमी(t_2-t_1) ,

जहां क्यू गर्मी की मात्रा है,
एम - शरीर का वजन,
(t_2-t_1) - प्रारंभिक और अंतिम के बीच का अंतर शरीर का तापमान,
सी - पदार्थ की विशिष्ट ताप क्षमता, संबंधित तालिकाओं से पाई जाती है।

इस सूत्र का उपयोग करके, आप किसी भी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना कर सकते हैं या यह कि यह शरीर ठंडा होने पर छोड़ेगा।

ऊष्मा की मात्रा को किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा की तरह जूल (1 J) में मापा जाता है। हालांकि, यह मान बहुत पहले नहीं पेश किया गया था, और लोगों ने गर्मी की मात्रा को बहुत पहले ही मापना शुरू कर दिया था। और उन्होंने एक ऐसी इकाई का उपयोग किया जो हमारे समय में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है - एक कैलोरी (1 कैलोरी)। 1 कैलोरी 1 ग्राम पानी के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है। इन आंकड़ों के आधार पर, अपने द्वारा खाए जाने वाले भोजन में कैलोरी गिनने के प्रेमी, रुचि के लिए, गणना कर सकते हैं कि दिन के दौरान वे भोजन के साथ कितनी ऊर्जा का उपभोग करते हैं, कितने लीटर पानी उबाला जा सकता है।