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물질의 비열용량은 입니다. 비열용량: 정의, 값, 예

물은 가장 놀라운 물질 중 하나입니다. 에도 불구하고 폭넓은 사용그리고 유비쿼터스 사용, 그것은 자연의 진정한 신비입니다. 물은 산소화합물의 하나이기 때문에 결빙, 기화열 등의 특성이 매우 낮아야 할 것 같지만 그렇지 않습니다. 모든 것에도 불구하고 물 자체의 열용량은 매우 높습니다.

물은 엄청난 양의 열을 흡수할 수 있지만 그 자체는 실제로 가열되지 않습니다. 이것이 물리적 특징입니다. 물은 모래의 열용량보다 약 5배, 철보다 10배 높습니다. 따라서 물은 천연 냉각제입니다. 축적하는 능력 많은 수의에너지를 사용하면 지구 표면의 온도 변동을 완화하고 지구 전체의 열 체제를 조절할 수 있으며 이는 연중 시간에 관계없이 발생합니다.

이 독특한 속성물은 산업 및 일상 생활에서 냉매로 사용될 수 있습니다. 또한 물은 널리 이용 가능하고 비교적 저렴한 원료입니다.

열용량이란 무엇을 의미합니까? 열역학 과정에서 알 수 있듯이 열 전달은 항상 뜨거운 물체에서 차가운 물체로 발생합니다. 어디에서 우리는 대화 중이 야일정량의 열이 이동하는 것과 그 상태의 특성인 두 물체의 온도는 이러한 교환의 방향을 나타냅니다. 같은 초기 온도에서 같은 질량의 물을 가진 금속 몸체의 과정에서 금속은 물보다 온도가 몇 배나 더 변합니다.

열역학의 주요 진술을 가정으로 취하면 열 교환 중에 하나는 방출하고 다른 하나는 동일한 양의 열을 받으면 금속과 물이 완전히 다른 열을 갖는다는 것이 분명해집니다. 용량.

따라서 물(및 모든 물질)의 열용량은 단위 온도당 냉각(가열)하는 동안 주어진 물질이 일부를 제공(또는 수신)하는 능력을 특성화하는 지표입니다.

물질의 비열용량은 이 물질의 단위(1kg)를 1도 가열하는 데 필요한 열량입니다.

신체가 방출하거나 흡수하는 열의 양은 비열용량, 질량 및 온도차의 곱과 같습니다. 칼로리로 측정됩니다. 1칼로리는 정확히 물 1g을 1도 가열할 수 있는 열량입니다. 비교를 위해: 공기의 비열용량은 0.24cal/g∙°C, 알루미늄은 0.22, 철은 0.11, 수은은 0.03입니다.

물의 열용량은 일정하지 않습니다. 온도가 0도에서 40도까지 증가하면 온도가 약간 감소(1.0074에서 0.9980으로)되는 반면, 다른 모든 물질의 경우 가열 중에 이 특성이 증가합니다. 또한 압력이 증가함에 따라(깊이에서) 감소할 수 있습니다.

아시다시피 물에는 액체, 고체(얼음), 기체(증기)의 세 가지 응집 상태가 있습니다. 동시에 얼음의 비열용량은 물의 비열보다 약 2배 낮습니다. 이것은 물과 다른 물질의 주요 차이점이며, 고체 및 용융 상태에서 비열 용량은 변하지 않습니다. 여기에 어떤 비밀이 있습니까?

사실 얼음은 결정 구조를 가지고 있어 가열될 때 즉시 붕괴되지 않습니다. 물에는 여러 분자로 구성된 작은 얼음 입자가 포함되어 있으며 이를 동료라고 합니다. 물이 가열되면 이러한 형성에서 수소 결합이 파괴되는 데 일부가 소비됩니다. 이것은 물의 비정상적으로 높은 열용량을 설명합니다. 분자 사이의 결합은 물이 증기로 들어갈 때만 완전히 파괴됩니다.

100°C의 온도에서 비열용량은 0°C의 얼음과 거의 다르지 않아 이 설명이 정확함을 다시 한 번 확인합니다. 얼음의 열용량과 같은 증기의 열용량은 이제 과학자들이 아직 합의에 이르지 못한 물의 열용량보다 훨씬 더 잘 이해되고 있습니다.

모든 학생은 "비열 용량"과 같은 개념으로 물리학 수업을 듣습니다. 대부분의 경우 사람들은 학교 정의를 잊어버리고 이 용어의 의미를 전혀 이해하지 못하는 경우가 많습니다. 기술 대학에서 대부분의 학생들은 조만간 비열. 아마도 물리학 연구의 일부로 또는 누군가가 "열 공학" 또는 "기술 열역학"과 같은 분야를 가질 것입니다. 이 경우 기억해야 할 학교 커리큘럼. 따라서 다음은 일부 물질에 대한 정의, 예, 의미입니다.

정의

비열용량은 온도가 1도 변하기 위해 물질의 단위에 얼마나 많은 열을 공급하거나 물질의 단위에서 제거해야 하는지를 나타내는 물리량입니다. 섭씨, 켈빈 및 화씨도 중요하지 않다는 것을 취소하는 것이 중요합니다. 가장 중요한 것은 단위당 온도의 변화입니다.

비열 용량에는 자체 측정 단위가 있습니다. 국제 시스템단위(SI) - 줄을 킬로그램과 도의 곱으로 나눈 값 Kelvin, J / (kg K); 오프 시스템 단위는 킬로그램과 섭씨도의 곱에 대한 칼로리의 비율, cal/(kg °C)입니다. 이 값은 가장 자주 문자 c 또는 C로 표시되며 때로는 인덱스가 사용됩니다. 예를 들어 압력이 일정하면 지수는 p이고 부피가 일정하면 v입니다.

정의 변형

논의된 정의의 여러 공식 물리량. 위의 내용 외에도 비열 용량은 물질의 열용량 값과 질량의 비율이라는 정의가 허용되는 것으로 간주됩니다. 이 경우 "열용량"이 무엇인지 명확하게 이해할 필요가 있습니다. 따라서 열용량은 온도 값을 1만큼 변경하기 위해 신체(물질)에 얼마나 많은 열을 가져오거나 제거해야 하는지를 나타내는 물리량이라고 합니다. 킬로그램보다 큰 물질의 질량의 비열용량은 단일 값과 동일한 방식으로 결정됩니다.

다양한 물질에 대한 몇 가지 예와 의미

에 대해 실험적으로 밝혀졌다. 다른 물질이 의미는 다릅니다. 예를 들어, 물의 비열용량은 4.187 kJ/(kg·K)입니다. 대부분 큰 중요성수소에 대한 이 물리량의 14.300kJ/(kg·K), 금의 경우 가장 작은 것은 0.129kJ/(kg·K)이다. 특정 물질에 대한 값이 필요한 경우 참고서를 가져 와서 해당 테이블을 찾아야하며 그 테이블에서 관심있는 값을 찾아야합니다. 하지만 현대 기술때때로 검색 프로세스의 속도를 높일 수 있습니다. World Wide Web에 입력하고 검색 창에 관심 질문을 입력하고 검색을 시작하고 결과를 기반으로 답변을 찾는 옵션이 있는 모든 전화기에서 충분합니다. . 대부분의 경우 첫 번째 링크를 클릭해야 합니다. 그러나 때로는 다른 곳으로 전혀 갈 필요가 없습니다. 간단한 설명정보는 질문에 대한 답변을 보여줍니다.

비열을 포함하여 열용량을 찾는 가장 일반적인 물질은 다음과 같습니다.

  • 공기(건조) - 1.005kJ/(kg·K),
  • 알루미늄 - 0.930kJ / (kg·K),
  • 구리 - 0.385kJ / (kg·K),
  • 에탄올 - 2.460kJ/(kg·K),
  • 철 - 0.444 kJ / (kg·K),
  • 수은 - 0.139kJ / (kg·K),
  • 산소 - 0.920kJ / (kg·K),
  • 목재 - 1,700kJ/(kg·K),
  • 모래 - 0.835kJ/(kg·K).

열용량은 가열하는 동안 일정량의 열을 흡수하거나 냉각될 때 방출하는 능력입니다. 신체의 열용량은 신체가 받는 극소량의 열에 대한 해당 온도 표시기의 증가 비율입니다. 값은 J/K로 측정됩니다. 실제로는 비열 용량과 같이 약간 다른 값이 사용됩니다.

정의

비열 용량은 무엇을 의미합니까? 이것은 물질의 단일 양과 관련된 양입니다. 따라서 물질의 양은 입방 미터, 킬로그램 또는 몰 단위로 측정할 수 있습니다. 그것은 무엇에 달려 있습니까? 물리학에서 열용량은 그것이 참조하는 양적 단위에 직접적으로 의존합니다. 즉, 열용량은 몰, 질량 및 체적 열용량을 구별합니다. 건설 산업에서는 어금니 측정을 만나는 것이 아니라 항상 다른 사람들과 만날 것입니다.

비열 용량에 영향을 주는 것은 무엇입니까?

열용량이 무엇인지 알고 있지만 표시기에 영향을 미치는 값은 아직 명확하지 않습니다. 비열 용량의 값은 물질의 온도, 압력 및 기타 열역학적 특성과 같은 여러 구성 요소의 직접적인 영향을 받습니다.

제품의 온도가 상승함에 따라 비열 용량이 증가하지만 특정 물질은 이러한 의존성에서 완전히 비선형 곡선으로 다릅니다. 예를 들어, 온도 표시기가 0도에서 37도로 증가하면 물의 비열 용량이 감소하기 시작하고 한계가 37도에서 100도 사이이면 표시기는 반대로 증가하다.

매개변수는 제품의 열역학적 특성(압력, 부피 등)이 어떻게 변경되는지에 따라 달라집니다. 예를 들어, 안정된 압력과 안정된 체적에서의 비열은 다를 것입니다.

매개 변수를 계산하는 방법?

열용량이 무엇인지 궁금하십니까? 계산 공식은 다음과 같습니다. C \u003d Q / (m ΔT). 이 값은 무엇입니까? Q는 제품이 가열될 때 받는(또는 냉각 중에 제품에서 방출되는) 열의 양입니다. m은 제품의 질량이고 ΔT는 제품의 최종 온도와 초기 온도의 차이입니다. 다음은 일부 재료의 열용량 표입니다.

열용량 계산에 대해 무엇을 말할 수 있습니까?

열용량을 계산하는 것은 쉬운 일이 아니며 특히 열역학적 방법만 사용하는 경우 더 정확하게 계산하는 것은 불가능합니다. 따라서 물리학자는 통계 물리학의 방법이나 제품의 미세 구조에 대한 지식을 사용합니다. 가스를 계산하는 방법? 기체의 열용량은 물질에 있는 개별 분자의 평균 열 운동 에너지를 계산하여 계산됩니다. 분자의 움직임은 병진 및 회전 유형이 될 수 있으며 분자 내부에는 전체 원자 또는 원자의 진동이 있을 수 있습니다. 고전 통계에 따르면 회전 및 병진 운동의 각 자유도에 대해 R / 2와 동일한 몰 값이 있고 각 진동 자유도에 대해 값은 R과 같습니다. 이 규칙은 또한 등분할법.

이 경우, 단원자 기체의 입자는 3개의 병진 자유도만 다르므로 열용량은 3R/2와 같아야 하며 이는 실험과 매우 잘 일치합니다. 각 이원자 기체 분자는 3개의 병진 자유도, 2개의 회전 자유도 및 1개의 진동 자유도를 가지며, 이는 등분할 법칙이 7R/2가 된다는 것을 의미하며 경험에 따르면 상온에서 2원자 기체 1몰의 열용량은 5R/입니다. 2. 이론상 왜 그런 모순이 있었을까? 이것은 열용량을 설정할 때 다른 것을 고려해야한다는 사실 때문입니다. 양자 효과즉, 양자 통계를 사용합니다. 보시다시피 열용량은 다소 복잡한 개념입니다.

양자 역학은 기체 분자를 포함하여 진동하거나 회전하는 모든 입자 시스템이 특정 이산 에너지 값을 가질 수 있다고 말합니다. 열 운동 에너지가 설치된 시스템필요한 주파수의 진동을 발생시키기에 충분하지 않은 경우 이러한 진동은 시스템의 열용량에 기여하지 않습니다.

입력 고체오 열 운동원자는 특정 평형 위치 근처에서 약한 변동이며, 이는 결정 격자의 노드에 적용됩니다. 원자는 3개의 진동 자유도를 가지며 법칙에 따라 고체의 몰 열용량은 다음과 같습니다. 3nR, 여기서 n은 분자에 존재하는 원자의 수입니다. 실제로, 이 값은 신체의 열용량이 고온에서 경향이 있는 한계입니다. 이 값은 많은 요소의 정상적인 온도 변화로 달성되며 이는 금속 및 단순한 화합물에 적용됩니다. 납 및 기타 물질의 열용량도 결정됩니다.

저온에 대해 무엇을 말할 수 있습니까?

우리는 이미 열용량이 무엇인지 알고 있지만 저온, 그러면 값은 어떻게 계산됩니까? 우리가 저온 표시기에 대해 이야기하고 있다면 고체의 열용량은 비례하는 것으로 판명되었습니다 티 3 또는 소위 Debye의 열용량 법칙. 구별의 주요 기준 고성능낮은 온도에서 일반적인 비교특정 물질의 매개변수 특성을 가진 그것들 - 이것은 특성 또는 Debye 온도 q D가 될 수 있습니다. 제시된 값은 제품 내 원자의 진동 스펙트럼에 의해 설정되며 결정 구조에 크게 의존합니다.

금속에서 전도 전자는 열용량에 일정한 기여를 합니다. 열용량의 이 부분은 전자를 고려하는 Fermi-Dirac 통계를 사용하여 계산됩니다. 통상의 열용량에 비례하는 금속의 전자열용량은 비교적 작은 값으로 절대영도에 가까운 온도에서만 금속의 열용량에 기여한다. 그러면 격자 열용량이 매우 작아져 무시할 수 있습니다.

질량 열용량

질량 비열 용량은 단위 온도당 제품을 가열하기 위해 물질의 단위 질량에 가져오는 데 필요한 열의 양입니다. 이 값은 문자 C로 표시되며 줄 단위로 측정되며 켈빈당 킬로그램 - J / (kg K)로 나누어집니다. 이것은 질량의 열용량과 관련된 모든 것입니다.

체적 열용량이란 무엇입니까?

체적 열용량은 단위 온도당 가열하기 위해 단위 생산량으로 가져와야 하는 특정 열량입니다. 로 나눈 줄 단위로 측정됩니다. 입방 미터켈빈 당 또는 J / (m³ K). 많은 건물 참고서에서 고려되는 작업의 질량 비열 용량입니다.

건설 산업에서 열용량의 실제 적용

많은 열 집약 재료가 내열 벽 건설에 적극적으로 사용됩니다. 이것은주기적인 난방이 특징 인 주택에 매우 중요합니다. 예를 들어, 오븐. 열을 많이 사용하는 제품과 벽은 열을 완벽하게 축적하여 난방 기간 동안 저장했다가 시스템이 꺼진 후 점차적으로 열을 방출하므로 하루 종일 적절한 온도를 유지할 수 있습니다.

따라서 구조에 더 많은 열이 저장될수록 실내 온도가 더 편안하고 안정적입니다.

주택 건설에 사용되는 일반 벽돌과 콘크리트는 발포 폴리스티렌보다 열용량이 훨씬 낮습니다. ecowool을 사용하면 콘크리트보다 열을 3 배 더 많이 소비합니다. 열용량 계산 공식에서 질량이 있다는 것은 헛되지 않습니다. ecowool과 비교하여 콘크리트 또는 벽돌의 거대한 질량으로 인해 구조물의 돌벽에 엄청난 양의 열을 축적하고 모든 일일 온도 변동을 부드럽게 합니다. 전체에 단열재의 작은 덩어리 만 프레임 하우스, 좋은 열용량에도 불구하고 가장 약한 영역입니다. 프레임 기술. 해결하다 이 문제, 인상적인 축열기가 모든 집에 설치됩니다. 그것은 무엇입니까? 이들은 열용량 지수가 상당히 좋은 큰 질량을 특징으로 하는 구조적 부품입니다.

생활 속 축열기의 예

뭐가 될수 있었는지? 예를 들어 일부 내부 벽돌 벽, 대형 스토브 또는 벽난로, 콘크리트 스크 리드.

합판, 마분지 및 목재는 실제로 악명 높은 벽돌보다 무게 1kg당 열을 3배 더 저장할 수 있기 때문에 모든 집이나 아파트의 가구는 우수한 축열 장치입니다.

열 저장에 단점이 있습니까? 물론 이 방식의 가장 큰 단점은 레이아웃을 만드는 단계에서 축열기를 설계해야 한다는 것입니다. 프레임 하우스. 이것은 그것이 매우 무겁기 때문이며 기초를 만들 때 이것을 고려한 다음이 물체가 내부에 어떻게 통합되는지 상상해야합니다. 질량뿐만 아니라 작업의 두 특성, 즉 질량과 열용량을 모두 고려할 필요가 있다고 말할 가치가 있습니다. 예를 들어, 입방 미터당 20톤이라는 엄청난 무게의 금을 열 저장 장치로 사용하는 경우 제품은 2.5톤 무게의 콘크리트 입방체보다 23%만 더 나은 기능을 합니다.

축열에 가장 적합한 물질은?

최고의 제품축열기는 콘크리트와 벽돌이 전혀 아닙니다! 구리, 청동 및 철은 이를 잘 수행하지만 매우 무겁습니다. 이상하게도 최고의 축열기는 물입니다! 액체는 우리가 사용할 수 있는 물질 중 가장 큰 열용량을 가지고 있습니다. 헬륨가스(5190J/(kg·K))와 수소(14300J/(kg·K))만이 열용량이 더 크지만 실제로 적용하기에는 문제가 있다.원하고 필요한 경우 물질의 열용량표를 참조한다. 당신은 필요합니다.

이제 다음과 같은 매우 중요한 열역학적 특성을 소개하겠습니다. 열용량 시스템(전통적으로 문자로 표시 에서다른 인덱스).

열용량 - 값 첨가물, 시스템의 물질 양에 따라 다릅니다. 따라서 우리는 또한 비열

비열물질의 단위 질량당 열용량

그리고 몰 열용량

몰 열용량물질 1몰의 열용량

열량은 상태 함수가 아니며 프로세스에 따라 다르므로 열용량도 시스템에 열이 공급되는 방식에 따라 달라집니다. 이를 이해하기 위해 열역학 제1법칙을 상기해보자. 평등 나누기( 2.4) 절대 온도의 기본 증분당 dT,우리는 비율을 얻는다

두 번째 항은 우리가 보았듯이 프로세스의 유형에 따라 다릅니다. 일반적이지 않은 시스템의 경우 입자(분자, 원자, 이온 등)의 상호 작용을 무시할 수 없습니다(예: van der Waals 가스가 고려되는 아래 § 2.5 참조). , 내부 에너지는 온도뿐만 아니라 시스템의 부피에도 의존합니다. 이것은 상호 작용 에너지가 상호 작용하는 입자 사이의 거리에 의존한다는 사실에 의해 설명됩니다. 시스템의 부피가 변경되면 입자의 농도가 각각 변경되고 입자 사이의 평균 거리가 변경되며 결과적으로 상호 작용 에너지와 시스템의 전체 내부 에너지가 변경됩니다. 즉, 비이상적인 시스템의 일반적인 경우

따라서 일반적인 경우 첫 번째 항은 총 도함수로 작성할 수 없으며 전체 도함수는 계산되는 상수 값의 추가 표시가 있는 부분 도함수로 대체되어야 합니다. 예를 들어, 등코릭 프로세스의 경우:

.

또는 등압 공정의 경우

이 식에 포함된 편미분은 시스템 상태 방정식을 사용하여 계산되며 로 표시됩니다. 예를 들어, 이상 기체의 특정 경우

이 파생물은

.

열 공급 프로세스에 해당하는 두 가지 특별한 경우를 고려할 것입니다.

  • 일정한 부피;
  • 시스템의 일정한 압력.

첫 번째 경우 작업 d- = 0그리고 우리는 열용량을 얻습니다 이력서일정한 부피의 이상 기체:

위의 예약을 고려하여 비이상적인 시스템 관계(2.19)에 대해 다음 형식으로 작성해야 합니다. 일반보기

교체 2.7 on , on , 우리는 즉시 다음을 얻습니다.

.

이상 기체의 열용량을 계산하려면 피와 함께일정한 압력에서 ( dp=0) 우리는 방정식 ( 2.8) 온도의 극미한 변화를 가진 기초 일에 대한 표현을 따릅니다.

우리는 결국 얻는다

이 방정식을 시스템에 있는 물질의 몰수로 나누면 일정한 부피와 압력에서 몰 열용량에 대한 유사한 관계를 얻습니다. 메이어의 비율

참고로 일반식- 임의 시스템의 경우 - 등량선 및 등압 열용량 연결:

식 (2.20) 및 (2.21)은 다음 식을 대입하여 이 식에서 얻습니다. 내부 에너지이상 기체 그의 상태 방정식을 사용하여(위 참조):

.

일정한 압력에서 주어진 질량의 물질의 열용량은 일정한 부피의 열용량보다 큽니다. 입력 에너지의 일부가 작업을 수행하는 데 소비되고 동일한 가열에 대해 더 많은 열이 필요하기 때문입니다. (2.21)부터 다음과 같습니다. 물리적 의미기체 상수:

따라서 열용량은 물질의 유형뿐만 아니라 온도 변화 과정이 발생하는 조건에 따라 달라집니다.

우리가 볼 수 있듯이, 이상 기체의 등압 및 등압 열용량은 기체 온도에 의존하지 않으며, 실제 물질의 경우 이러한 열용량은 일반적으로 온도 자체에도 의존합니다. 티.

이상 기체의 등압 및 등압 열용량은 위에서 얻은 공식을 사용하여 일반 정의에서 직접 얻을 수도 있습니다. 2.7) 및 (2.10) 이러한 과정에서 이상 기체에 의해 얻어지는 열량.

isochoric 과정의 경우, 이력서(에서 뒤따른다 2.7):

등압 과정의 경우 다음 식 씨피(2.10)에서 다음과 같습니다.

을위한 몰 열용량따라서 다음 식이 얻어진다.

열용량의 비율은 단열 지수와 같습니다.

열역학적 수준에서 수치를 예측하는 것은 불가능합니다. G; 우리는 시스템의 미시적 특성을 고려할 때만 이 작업을 수행할 수 있었습니다(표현식 (1.19) 및 ( 1.28) 가스 혼합물의 경우). 공식 (1.19) 및 (2.24)에서 가스의 몰 열용량과 단열 지수에 대한 이론적인 예측이 따릅니다.

단원자 가스 (나는 = 3):

이원자 가스 (나는 = 5):

다원자 가스 (나는 = 6):

에 대한 실험 데이터 다양한 물질표 1에 나와 있습니다.

1 번 테이블

물질

G

그것은 분명하다 단순한 모델 이상 기체일반적으로 실제 가스의 특성을 아주 잘 설명합니다. 기체 분자의 진동 자유도를 고려하지 않고 일치를 얻었다는 점에 유의하십시오.

우리는 또한 일부 금속의 몰 열용량 값을 실온. 상상한다면 결정 격자금속은 스프링으로 이웃한 볼에 연결된 단단한 볼의 정렬된 집합으로, 각 입자는 세 방향으로만 진동할 수 있습니다. 나는 계산 = 3), 그리고 각각의 이러한 자유도는 역학과 관련이 있습니다. k V T/2그리고 같은 위치 에너지. 따라서 결정 입자는 내부(진동) 에너지를 가지고 있습니다. k V T. Avogadro 수를 곱하면 1몰의 내부 에너지를 얻습니다.

몰 열용량의 값은 어디에서 왔습니까?

(고체의 열팽창 계수가 작기 때문에 피와 함께그리고 이력서). 고체의 몰 열용량에 대한 위의 관계는 Dulong과 Petit의 법칙,표는 계산된 값과 잘 일치함을 보여줍니다.

실험으로.

위의 비율과 실험 데이터 사이의 좋은 일치에 대해 말하면 특정 온도 범위에서만 관찰된다는 점에 유의해야 합니다. 즉, 시스템의 열용량은 온도에 따라 달라지며 식(2.24)은 범위가 제한됩니다. 먼저 그림을 고려하십시오. 열용량의 실험적 의존성을 보여주는 2.10 TV와 함께절대 온도에서 수소 가스 티.

쌀. 2.10. 온도의 함수로서 일정한 부피에서 기체 수소 Н2의 몰 열용량(실험 데이터)

아래에서는 간결함을 위해 특정 온도 범위에서 분자의 특정 자유도가 없는 것에 대해 설명합니다. 다시 한 번, 우리는 실제로 다음에 대해 이야기하고 있음을 기억합니다. 양자적 이유 때문에 기체의 내부 에너지에 대한 상대적 기여도는 특정 유형움직임은 실제로 온도에 따라 달라지며 특정 온도 간격에서는 실험에서 항상 유한한 정확도로 수행되는 너무 작아서 보이지 않을 수 있습니다. 실험 결과는 이러한 유형의 운동이 존재하지 않고 해당하는 자유도가 없는 것처럼 보입니다. 자유도의 수와 성질은 분자의 구조와 우리 공간의 3차원성에 의해 결정되며 온도에 의존할 수 없습니다.

내부 에너지에 대한 기여는 온도에 따라 달라지며 작을 수 있습니다.

아래 온도에서 100K열용량

이는 분자에 회전 및 진동 자유도가 모두 없음을 나타냅니다. 또한 온도가 증가함에 따라 열용량은 고전적인 값으로 급격히 증가합니다.

의 특징 이원자 분자진동 자유도가 없는 단단한 연결로. 위의 온도에서 2000K열용량은 가치에 대한 새로운 도약을 발견합니다.

이 결과는 또한 진동 자유도의 출현을 나타냅니다. 그러나 이 모든 것이 여전히 설명할 수 없는 것처럼 보입니다. 왜 분자는 낮은 온도에서 회전할 수 없습니까? 그리고 왜 분자의 진동은 매우 높은 온도에서만 발생합니까? 이전 장에서 이러한 행동에 대한 양자적 이유에 대한 간략한 정성적 논의가 제공되었습니다. 그리고 이제 우리는 모든 것이 고전 물리학의 관점에서 설명할 수 없는 특히 양자 현상으로 귀결된다는 것을 반복할 수 있습니다. 이러한 현상은 과정의 다음 섹션에서 자세히 설명합니다.

추가 정보

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics, Science, 1977 - p. 236 - 일부 특정 가스에 대한 분자의 진동 및 회전 자유도의 특성 "켜기" 온도 표;

이제 무화과를 살펴보자. 2.11, 3의 몰 열용량 의존성을 나타내는 화학 원소(결정체) 온도. 고온에서 세 곡선 모두 동일한 값 경향이 있습니다.

Dulong 및 Petit 법칙에 해당합니다. 납(Pb)과 철(Fe)은 이미 실온에서 이러한 제한 열용량을 가지고 있습니다.

쌀. 2.11. 납, 철 및 탄소(다이아몬드) 결정의 세 가지 화학 원소에 대한 몰 열용량의 온도 의존성

다이아몬드(C)의 경우 이 온도는 아직 충분히 높지 않습니다. 그리고 저온에서 세 곡선 모두 Dulong 및 Petit 법칙에서 상당한 편차를 보여줍니다. 이것은 물질의 양자 특성의 또 다른 표현입니다. 고전 물리학은 저온에서 관찰되는 많은 규칙성을 설명하기에는 무력한 것으로 판명되었습니다.

추가 정보

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer 분자 물리학 및 열역학 소개, Ed. IL, 1962 - pp. 106–107, 파트 I, § 12 - 절대 영도에 가까운 온도에서 금속의 열용량에 대한 전자의 기여;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. 물리학을 아십니까? 라이브러리 "Quantum", 82호, Science, 1992. 페이지 132, 질문 137: 열용량이 가장 높은 물체는 무엇입니까(151페이지의 답변 참조).

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Perelman Ya.I. 물리학을 아십니까? 라이브러리 "Quantum", 82호, Science, 1992. 페이지 132, 질문 135: 고체, 액체 및 증기의 세 가지 상태로 물을 가열하는 방법(151페이지의 답변 참조);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - 물리적 백과사전. 열량 측정. 열용량 측정 방법이 설명되어 있습니다.

오늘 수업에서는 물질의 비열 용량과 같은 물리적 개념을 소개합니다. 우리는 그것이 의존한다는 것을 알고 있습니다. 화학적 특성물질 및 표에서 찾을 수 있는 그 가치는 물질마다 다릅니다. 그런 다음 우리는 측정 단위와 비열 용량을 찾는 공식을 찾고 비열 용량 값으로 물질의 열 특성을 분석하는 방법을 배웁니다.

열량계(위도에서. 칼로리- 따뜻하고 미터- 측정) - 물리적, 화학적 또는 생물학적 과정에서 방출되거나 흡수되는 열의 양을 측정하는 장치. "열량계"라는 용어는 A. Lavoisier와 P. Laplace에 의해 제안되었습니다.

열량계는 덮개, 내부 및 외부 유리로 구성됩니다. 열전도율이 낮기 때문에 내용물과 외부 환경 사이에 열 전달이 잘 되지 않는 작은 용기와 큰 용기 사이에 공기층이 있다는 것은 열량계 설계에서 매우 중요합니다. 이 디자인을 통해 열량계를 일종의 보온병으로 간주하고 실제로 영향을 제거 할 수 있습니다. 외부 환경열량계 내부의 열 전달 과정에서.

열량계는 표에 표시된 것보다 신체의 비열 용량 및 기타 열 매개변수를 보다 정확하게 측정하기 위한 것입니다.

논평.우리가 매우 자주 사용하는 열량과 같은 개념을 신체의 내부 에너지와 혼동해서는 안된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 열량은 특정 값이 아니라 내부 에너지의 변화를 정확하게 결정합니다.

다른 물질의 비열 용량은 표에서 볼 수 있듯이 다릅니다(그림 3). 예를 들어, 금은 비열 용량을 가지고 있습니다. 앞에서 이미 지적했듯이 이 비열 용량의 물리적 의미는 1kg의 금을 1°C 가열하려면 130J의 열이 공급되어야 함을 의미합니다(그림 5).

쌀. 5. 금의 비열용량

다음 수업에서는 열량을 계산하는 방법에 대해 설명합니다.

목록문학

  1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / 에드. Orlova V.A., Roizena I.I. 물리학 8. - M.: Mnemosyne.
  2. 페리시킨 A.V. 물리학 8. - M.: Bustard, 2010.
  3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. 물리학 8. - M.: 계몽.
  1. 인터넷 포털 "vactekh-holod.ru"()

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