Pretvornik dolžine in razdalje Pretvornik mase Pretvornik razsutih trdnih snovi in ​​količine hrane Pretvornik površin Pretvornik prostornine in enot Pretvornik v recepti Pretvornik temperature Pretvornik tlaka, napetosti, Youngovega modula Pretvornik energije in dela Pretvornik moči Pretvornik sile Pretvornik časa Linearni pretvornik hitrosti Pretvornik z ravnim kotom toplotne učinkovitosti in porabe goriva Število pretvornika v različni sistemi račun Pretvornik merskih enot količine informacij Menjalni tečaji Velikosti ženska oblačila in obutev Velikosti moških oblačil in obutve Velikosti moških oblačil in obutve Pretvornik kotne hitrosti in vrtilne hitrosti Pretvornik pospeškov Pretvornik kotnih pospeškov Pretvornik gostote Pretvornik specifične prostornine Vztrajnostni pretvornik momenta pretvornik sile Pretvornik navora Specifična toplota zgorevanja (po masi) Pretvornik energijska gostota in specifična toplota zgorevanja goriva (po masi) Prostornina) Pretvornik temperaturnih razlik Pretvornik toplotnega razteznega koeficienta Pretvornik toplotne upornosti Pretvornik toplotne prevodnosti Pretvornik specifične toplote Pretvornik izpostavljenosti energiji in pretvorniku sevalne moči Pretvornik gostote toplotni tok Pretvornik koeficienta prenosa toplote Pretvornik pretvornika prostorninskega pretoka masni pretok Pretvornik molskega pretoka Pretvornik gostote masnega pretoka Pretvornik molske koncentracije Masna koncentracija v raztopini Pretvornik Dinamični (absolutni) pretvornik viskoznosti Pretvornik kinematične viskoznosti Pretvornik površinske napetosti Pretvornik paroprepustnosti Pretvornik paroprepustnosti in hitrosti prenosa hlapov Pretvornik hitrosti hlapov Pretvornik zvoka S Pretvornik nivoja zvoka S Sound Level Converter Sound Level Pretvornik nivoja Pretvornik zvočnega tlaka z izbirnim referenčnim tlakom Pretvornik svetlosti Pretvornik svetlobne jakosti Pretvornik osvetlitve Pretvornik ločljivosti računalniške grafike Pretvornik frekvence in valovne dolžine Optična moč v dioptrijah in Goriščna razdalja Moč v dioptrijah in pretvornik povečave leče (×). električni naboj Pretvornik linearne gostote naboja površinska gostota Pretvornik gostote polnjenja električni tok Linearni pretvornik gostote toka Pretvornik površinske gostote toka Napetostni pretvornik električno polje Pretvornik elektrostatičnega potenciala in napetosti električni upor Pretvornik električnega upora električna prevodnost Pretvornik električne prevodnosti Pretvornik induktivnosti kapacitivnosti Pretvornik ameriške žice Pretvornik ravni v dBm (dBm ali dBm), dBV (dBV), vatih itd. Enote Pretvornik magnetne sile Pretvornik moči magnetno polje pretvornik magnetni tok Sevanje pretvornika z magnetno indukcijo. Radioaktivnost pretvornika absorbirane doze ionizirajočega sevanja. Pretvornik radioaktivnega razpada Sevanje. Izpostavljenost sevanju s pretvornikom doze. Pretvornik absorbirane doze Pretvornik decimalnih predpon Prenos podatkov Pretvornik tipografskih in slikovnih enot Pretvornik enot prostornine lesa Izračun pretvornika molska masa Periodični sistem kemični elementi D. I. Mendelejev

Začetna vrednost

Pretvorjena vrednost

joul na kilogram na kelvin joul na kilogram na °C joul na gram na °C kilojoul na kilogram na kelvin kilojoul na kilogram na °C kalorija (IT) na gram na °C kalorija (IT) na gram na °F kalorijo (thr. ) na gram na °C kilokalorije (th.) na kg na °C kal. sila stopa na funt na °Rankine BTU (th) na funt na °F BTU (th) na funt na °F BTU (th) na funt na °Rankine BTU (th) na funt na °Rankine BTU (IT) na funt na °C Celzija toplo enote na funt na °C

Več o specifični toplotni zmogljivosti

Splošne informacije

Molekule se premikajo pod vplivom toplote - to gibanje se imenuje molekularna difuzija. Višja kot je temperatura snovi, hitreje se gibljejo molekule in intenzivnejša je difuzija. Na gibanje molekul ne vplivajo le temperatura, temveč tudi tlak, viskoznost snovi in ​​njena koncentracija, difuzijski upor, razdalja, ki jo molekule prepotujejo med svojim gibanjem, in njihova masa. Če na primer primerjamo, kako poteka difuzijski proces v vodi in medu, ko so vse druge spremenljivke, razen viskoznosti, enake, potem je očitno, da se molekule v vodi premikajo in difundirajo hitreje kot v medu, saj ima med višja viskoznost.

Molekule potrebujejo energijo za premikanje in hitreje ko se premikajo, več energije potrebujejo. Toplota je ena od vrst energije, ki se uporablja v tem primeru. To pomeni, da če se v snovi vzdržuje določena temperatura, se bodo molekule premikale, in če se temperatura poveča, se bo gibanje pospešilo. Energijo v obliki toplote dobimo na primer z zgorevanjem goriva zemeljski plin, premog ali les. Če se več snovi segreje z enako količino energije, se bodo nekatere snovi zaradi intenzivnejše difuzije verjetno segrevale hitreje kot druge. Toplotna zmogljivost in specifična toplotna zmogljivost opisujeta prav te lastnosti snovi.

Specifična toplota določa, koliko energije (to je toplote) je potrebno za spremembo temperature telesa ali snovi določene mase za določeno količino. Ta lastnost se razlikuje od toplotna zmogljivost, ki določa količino energije, ki je potrebna za spremembo temperature celotnega telesa ali snovi na določeno temperaturo. Izračuni toplotne zmogljivosti za razliko od specifične toplotne zmogljivosti ne upoštevajo mase. Toplotna zmogljivost in specifična toplotna zmogljivost se izračunata samo za snovi in ​​telesa v stabilnem agregacijskem stanju, na primer za trdne snovi. Ta članek obravnava oba koncepta, saj sta med seboj povezana.

Toplotna zmogljivost in specifična toplotna zmogljivost materialov in snovi

Kovine

Kovine imajo zelo močno molekularno strukturo, saj je razdalja med molekulami v kovinah in drugih trdnih snoveh veliko manjša kot v tekočinah in plinih. Zaradi tega se lahko molekule premikajo le na zelo majhnih razdaljah, zato je za njihovo gibanje z večjo hitrostjo potrebno veliko manj energije kot za molekule tekočin in plinov. Zaradi te lastnosti je njihova specifična toplotna zmogljivost nizka. To pomeni, da je zelo enostavno dvigniti temperaturo kovine.

Voda

Po drugi strani ima voda tudi v primerjavi z drugimi tekočinami zelo visoko specifično toplotno kapaciteto, zato je za segrevanje ene enote mase vode za eno stopinjo potrebno veliko več energije v primerjavi s snovmi, ki imajo nižjo specifično toplotno kapaciteto. Voda ima visoko toplotno kapaciteto zaradi močnih vezi med atomi vodika v molekuli vode.

Voda je ena glavnih sestavin vseh živih organizmov in rastlin na Zemlji, zato ima njena specifična toplotna zmogljivost pomembno vlogo za življenje na našem planetu. Zaradi visoke specifične toplotne kapacitete vode se temperatura tekočine v rastlinah in temperatura votlinske tekočine v telesu živali malo spreminjata tudi v zelo mrzlih ali zelo vročih dneh.

Voda zagotavlja sistem za vzdrževanje toplotnega režima tako pri živalih in rastlinah kot na površini Zemlje kot celoti. Velik del našega planeta je pokrit z vodo, zato ima voda veliko vlogo pri uravnavanju vremena in podnebja. Tudi z v velikem številu toplota, ki izhaja iz vpliva sončnega sevanja na zemeljsko površino, temperatura vode v oceanih, morjih in drugih vodnih telesih postopoma narašča in sobna temperatura se tudi počasi spreminja. Po drugi strani pa je vpliv intenzivnosti toplote sončnega sevanja na temperaturo velik na planetih, kjer ni velikih površin, pokritih z vodo, kot je Zemlja, ali v predelih Zemlje, kjer je vode malo. To je še posebej opazno, če pogledamo razliko med dnevnimi in nočnimi temperaturami. Tako je na primer v bližini oceana razlika med dnevnimi in nočnimi temperaturami majhna, v puščavi pa ogromna.

Visoka toplotna zmogljivost vode pomeni tudi, da se voda ne le počasi segreva, ampak se tudi počasi ohlaja. Zaradi te lastnosti se voda pogosto uporablja kot hladilno sredstvo, torej kot hladilno sredstvo. Poleg tega je uporaba vode koristna zaradi nizke cene. V državah s hladnim podnebjem vroča voda kroži v ceveh za ogrevanje. Pomešan z etilen glikolom se uporablja v avtomobilskih radiatorjih za hlajenje motorja. Takšne tekočine imenujemo antifriz. Toplotna zmogljivost etilen glikola je nižja od toplotne kapacitete vode, zato je tudi toplotna kapaciteta takšne mešanice nižja, kar pomeni, da je tudi izkoristek hladilnega sistema z antifrizom nižji od sistemov z vodo. Toda s tem se je treba sprijazniti, saj etilen glikol pozimi ne dopušča, da voda zmrzne in poškoduje kanale hladilnega sistema avtomobila. Več etilen glikola se doda hladilnim tekočinam, namenjenim hladnejšim podnebjem.

Toplotna zmogljivost v vsakdanjem življenju

Pri drugih enakih pogojih toplotna zmogljivost materialov določa, kako hitro se segrejejo. Večja kot je toplotna zmogljivost, več energije je potrebno za ogrevanje tega materiala. To pomeni, da če se dva materiala z različno toplotno kapaciteto segrevata z enako količino toplote in pod enakimi pogoji, se bo snov z nižjo toplotno kapaciteto segrela hitreje. Materiali z visoko toplotno zmogljivostjo se nasprotno segrejejo in oddajajo toploto nazaj okolje počasneje.

Kuhinjski pripomočki in pripomočki

Najpogosteje izbiramo materiale za posodo in kuhinjske pripomočke glede na njihovo toplotno zmogljivost. To velja predvsem za predmete, ki so v neposrednem stiku s toploto, kot so lonci, krožniki, pekači in drugi podobni pripomočki. Na primer, za lonce in ponve je bolje uporabiti materiale z nizko toplotno zmogljivostjo, na primer kovine. To pripomore k lažjemu in hitrejšemu prenosu toplote od grelnika skozi lonec do hrane in pospeši proces kuhanja.

Po drugi strani pa, ker materiali z visoko toplotno zmogljivostjo dolgo zadržujejo toploto, jih je dobro uporabiti za izolacijo, torej kadar je treba ohraniti toploto izdelkov in preprečiti njeno uhajanje v okolje oz. , nasprotno, da preprečite segrevanje toplote prostora. ohlajeni izdelki. Najpogosteje se takšni materiali uporabljajo za krožnike in skodelice, v katerih strežejo vročo ali, nasprotno, zelo hladno hrano in pijačo. Pomagajo ne le ohranjati temperaturo izdelka, ampak tudi preprečujejo, da bi se ljudje opekli. Posode iz keramike in ekspandiranega polistirena - dobri primeri uporaba takšnih materialov.

Toplotno izolacijska hrana

Glede na številne dejavnike, kot sta vsebnost vode in maščobe v izdelkih, sta lahko njihova toplotna zmogljivost in specifična toplotna zmogljivost različni. Pri kuhanju poznavanje toplotne zmogljivosti živil omogoča uporabo nekaterih živil za izolacijo. Če drugo hrano pokrijete z izolacijskimi izdelki, bodo ti pomagali, da bo to živilo pod njimi dlje toplo. Če ima posoda pod temi toplotnoizolacijskimi izdelki visoko toplotno kapaciteto, potem tako ali tako počasi oddaja toploto v okolje. Ko se dobro segrejejo, zaradi izolacijskih izdelkov na vrhu izgubljajo toploto in vodo še počasneje. Zato ostanejo dlje vroče.

Primer toplotnoizolacijskega izdelka je sir, predvsem na pici in drugih podobnih jedeh. Dokler se ne stopi, prepušča vodno paro, kar omogoča, da se hrana pod njo hitro ohladi, saj voda, ki jo vsebuje, izhlapi in pri tem ohladi hrano, ki jo vsebuje. Stopljeni sir prekrije površino posode in izolira hrano pod njo. Pogosto so pod sirom živila z visoko vsebnostjo vode, kot so omake in zelenjava. Zaradi tega imajo visoko toplotno kapaciteto in dolgo ohranjajo toploto, še posebej, ker so pod topljenim sirom, ki ne oddaja vodne pare navzven. Zato je pica iz pečice tako pekoča, da se zlahka opečete z omako ali zelenjavo, tudi ko se testo ob robovih ohladi. Površina pice pod sirom se dolgo ne ohladi, kar omogoča dostavo pice na dom v dobro izolirani termo vrečki.

Nekateri recepti uporabljajo omake na enak način kot sir za izolacijo hrane pod njo. Kako več vsebine maščobe v omaki, bolje izolira izdelke – v tem primeru so še posebej dobre omake na osnovi masla ali smetane. To je spet posledica dejstva, da maščoba preprečuje izhlapevanje vode in s tem odvajanje toplote, potrebne za izhlapevanje.

Pri kulinariki se včasih za toplotno izolacijo uporabljajo tudi materiali, ki niso primerni za hrano. Kuharji v Srednji Ameriki, na Filipinih, v Indiji, na Tajskem, v Vietnamu in mnogih drugih državah pogosto uporabljajo bananine liste v ta namen. Ne moremo jih nabirati le na vrtu, ampak jih tudi kupiti v trgovini ali na trgu – v ta namen jih celo uvažajo v države, kjer banan ne gojijo. Včasih se za izolacijo uporablja aluminijasta folija. Ne samo, da preprečuje izhlapevanje vode, ampak tudi pomaga ohranjati toploto v notranjosti, tako da preprečuje prenos toplote v obliki sevanja. Če pri peki peruti in druge štrleče dele ptice zavijete v folijo, bo folija preprečila pregrevanje in zagorevanje.

Kuhanje hrane

Živila z visoko vsebnostjo maščob, kot je sir, imajo nizko toplotno zmogljivost. Segrejejo se bolj z manj energije kot izdelki z visoko toplotno zmogljivostjo in dosežejo temperature, ki so dovolj visoke, da pride do Maillardove reakcije. Maillardova reakcija je kemijska reakcija, ki se pojavi med sladkorji in aminokislinami ter spremeni okus in videz izdelki. Ta reakcija je pomembna pri nekaterih metodah kuhanja, kot je peka kruha in slaščice iz moke, izdelkov za peko v pečici, pa tudi za cvrtje. Da bi zvišali temperaturo hrane na temperaturo, pri kateri pride do te reakcije, se pri kuhanju uporabljajo živila z visoko vsebnostjo maščob.

Sladkor pri kuhanju

Specifična toplotna zmogljivost sladkorja je celo nižja kot pri maščobi. Ker se sladkor hitro segreje na temperature, višje od vrelišča vode, delo z njim v kuhinji zahteva varnostne ukrepe, zlasti pri izdelavi karamele ali sladkarij. Pri taljenju sladkorja moramo biti zelo previdni, da se ne razlije po goli koži, saj temperatura sladkorja doseže 175°C (350°F) in opekline od stopljenega sladkorja bodo zelo hude. V nekaterih primerih je treba preveriti konsistenco sladkorja, vendar tega nikoli ne smete delati z golimi rokami, če se sladkor segreva. Ljudje pogosto pozabijo, kako hitro in koliko sladkorja se lahko segreje, zato se opečejo. Glede na to, za kaj je stopljeni sladkor, lahko s pomočjo preverimo njegovo konsistenco in temperaturo hladna voda kot je opisano spodaj.

Lastnosti sladkorja in sladkornega sirupa se spreminjajo glede na temperaturo, pri kateri se kuha. Vroč sladkorni sirup je lahko redek, kot najtanjši med, gost ali nekje vmes redek in gost. Recepti za sladkarije, karamele in sladke omake običajno ne določajo le temperature, na katero je treba segreti sladkor ali sirup, temveč tudi stopnjo trdote sladkorja, kot sta stopnja "mehke kroglice" ali "trda kroglica". Ime vsake stopnje ustreza konsistenci sladkorja. Za določitev konsistence slaščičar kapne nekaj kapljic sirupa v ledeno vodo in jih ohladi. Po tem se konsistenca preveri z dotikom. Torej, na primer, če se ohlajen sirup zgosti, vendar se ne strdi, ampak ostane mehak in iz njega lahko naredite kroglico, se šteje, da je sirup v fazi "mehke kroglice". Če je oblika zamrznjenega sirupa zelo težka, a jo je še vedno mogoče ročno spremeniti, je v fazi »trde krogle«. Slaščičarji pogosto uporabljajo termometer za živila in tudi ročno preverjajo konsistenco sladkorja.

varnost hrane

Če poznamo toplotno kapaciteto živil, lahko določimo, koliko časa jih je treba ohlajati ali segrevati, da dosežejo temperaturo, pri kateri se ne bodo pokvarila in pri kateri bakterije, škodljive za telo, umrejo. Na primer, da se živila z večjo toplotno zmogljivostjo ohlajajo ali segrejejo dlje, da dosežejo določeno temperaturo, kot živila z nizko toplotno zmogljivostjo. To pomeni, da je trajanje kuhanja jedi odvisno od tega, kateri izdelki so vanj vključeni, in tudi od tega, kako hitro voda iz nje izhlapi. Izhlapevanje je pomembno, ker zahteva veliko energije. Pogosto se termometer za živila uporablja za preverjanje temperature posode ali hrane v njej. Še posebej priročno ga je uporabljati pri pripravi rib, mesa in perutnine.

mikrovalovne pečice

Kako učinkovito se hrana segreva v mikrovalovni pečici, je med drugim odvisno od specifične toplote hrane. mikrovalovno sevanje, ki ga proizvaja magnetron v mikrovalovni pečici, povzroči hitrejše gibanje molekul vode, maščobe in nekaterih drugih snovi, zaradi česar se hrana segreje. Molekule maščobe je zaradi nizke toplotne kapacitete enostavno premikati, zato se mastna hrana segreje na višje temperature kot živila, ki vsebujejo veliko vode. Dosežena temperatura je lahko tako visoka, da zadostuje za Maillardovo reakcijo. Izdelki z visoko vsebnostjo vode zaradi visoke toplotne kapacitete vode ne dosežejo takšnih temperatur, zato v njih ne pride do Maillardove reakcije.

Visoke temperature, ki jih doseže maščoba v mikrovalovni pečici, lahko povzročijo, da se nekatera živila, kot je slanina, skuhajo, vendar so te temperature pri uporabi lahko nevarne. mikrovalovne pečice, še posebej, če ne upoštevate pravil za uporabo pečice, opisanih v navodilih za uporabo. Na primer, pri segrevanju ali kuhanju mastne hrane v pečici ne smete uporabljati plastični pripomočki, saj tudi posode za mikrovalovno pečico niso zasnovane za temperature, ki jih doseže maščoba. Prav tako ne pozabite, da je mastna hrana zelo vroča, in jo jejte previdno, da se ne opečete.

Specifična toplotna zmogljivost materialov, ki se uporabljajo v vsakdanjem življenju

Ali težko prevajate merske enote iz enega jezika v drugega? Kolegi so vam pripravljeni pomagati. Objavite vprašanje v TCTerms in v nekaj minutah boste prejeli odgovor.

05.04.2019, 01:42

Specifična toplota

Toplotna zmogljivost je količina toplote, ki jo telo absorbira, ko se segreje za 1 stopinjo.

Toplotna zmogljivost telesa je označena z velikimi tiskanimi črkami latinska črka Z.

Kaj določa toplotno kapaciteto telesa? Najprej iz svoje mase. Jasno je, da bo za ogrevanje, na primer, 1 kilogram vode potrebno več toplote kot za ogrevanje 200 gramov.

Kaj pa vrsta snovi? Naredimo eksperiment. Vzemimo dve enaki posodi in tako, da v eno nalijemo vodo, ki tehta 400 g, v drugo pa rastlinsko olje, ki tehta 400 g, jih začnemo segrevati s pomočjo enakih gorilnikov. Z opazovanjem odčitkov termometrov bomo videli, da se olje hitreje segreje. Za segrevanje vode in olja na enako temperaturo je treba vodo segrevati dlje. A dlje ko segrevamo vodo, več toplote prejme od gorilnika.

Tako segrejemo isto maso različne snovi Za isto temperaturo so potrebne različne količine toplote. Količina toplote, potrebna za segrevanje telesa, in posledično njegova toplotna zmogljivost sta odvisni od vrste snovi, iz katere je to telo sestavljeno.

Tako je na primer za povečanje temperature vode z maso 1 kg za 1 °C potrebna količina toplote, enaka 4200 J, in za segrevanje iste mase za 1 °C sončnično olje potrebna je količina toplote 1700 J.

Fizikalna količina, ki kaže, koliko toplote je potrebno za segrevanje 1 kg snovi za 1 °C, se imenuje Specifična toplota to snov.

Vsaka snov ima svojo specifično toplotno kapaciteto, ki je označena z latinsko črko c in se meri v joulih na kilogram-stopinjo (J / (kg K)).

Specifična toplotna zmogljivost iste snovi v različnih agregatnih stanjih (trdno, tekoče in plinasto) je različna. Na primer, specifična toplotna zmogljivost vode je 4200 J/(kg K) in specifično toplotno kapaciteto ledu J/(kg K) ; aluminij v trdnem stanju ima specifično toplotno kapaciteto 920 J / (kg K), in v tekočini - J / (kg K).

Upoštevajte, da ima voda zelo visoko specifično toplotno zmogljivost. Zato voda v morjih in oceanih, ki se poleti segreje, absorbira veliko toplote iz zraka. Zaradi tega v tistih krajih, ki se nahajajo v bližini velikih vodnih teles, poletje ni tako vroče kot v krajih, ki so daleč od vode.

Specifična toplotna zmogljivost trdnih snovi

Tabela prikazuje povprečne vrednosti specifične toplotne kapacitete snovi v temperaturnem območju od 0 do 10 ° C (če ni navedena nobena druga temperatura)

Snov	Specifična toplotna zmogljivost, kJ/(kg K)
Trden dušik (pri t=-250°С)	0,46
Beton (pri t=20 °С)	0,88
Papir (pri t=20 °С)	1,50
Trden zrak (pri t=-193 °C)	2,0
Grafit	0,75
hrast	2,40
Drevesni bor, smreka	2,70
Kamena sol	0,92
Kamen	0,84
Opeka (pri t=0 °С)	0,88

Specifična toplotna zmogljivost tekočin

Snov	Temperatura, °C
bencin (B-70)	20	2,05
Voda	1-100	4,19
glicerol	0-100	2,43
kerozin	0-100	2,09
Strojno olje	0-100	1,67
Sončnično olje	20	1,76
srček	20	2,43
mleko	20	3,94
olje	0-100	1,67-2,09
Merkur	0-300	0,138
Alkohol	20	2,47
eter	18	3,34

Specifična toplotna zmogljivost kovin in zlitin

Snov	Temperatura, °C	Specifična toplotna zmogljivost, k J/(kg K)
aluminij	0-200	0,92
Volfram	0-1600	0,15
železo	0-100	0,46
železo	0-500	0,54
Zlato	0-500	0,13
Iridij	0-1000	0,15
magnezija	0-500	1,10
baker	0-500	0,40
nikelj	0-300	0,50
Kositer	0-200	0,23
Platina	0-500	0,14
Svinec	0-300	0,14
Srebrna	0-500	0,25
Jeklo	50-300	0,50
Cink	0-300	0,40
Lito železo	0-200	0,54

Specifična toplotna zmogljivost staljenih kovin in utekočinjenih zlitin

Snov	Temperatura, °C	Specifična toplotna zmogljivost, k J/(kg K)
dušik	-200,4	2,01
aluminij	660-1000	1,09
vodik	-257,4	7,41
Zrak	-193,0	1,97
helij	-269,0	4,19
Zlato	1065-1300	0,14
Kisik	-200,3	1,63
natrij	100	1,34
Kositer	250	0,25
Svinec	327	0,16
Srebrna	960-1300	0,29

Specifična toplotna zmogljivost plinov in hlapov

pri normalnem atmosferskem tlaku

Snov	Temperatura, °C	Specifična toplotna zmogljivost, k J/(kg K)
dušik	0-200	1,0
vodik	0-200	14,2
vodna para	100-500	2,0
Zrak	0-400	1,0
helij	0-600	5,2
Kisik	20-440	0,92
ogljikov monoksid (II)	26-200	1,0
ogljikov monoksid (IV)	0-600	1,0
Alkoholna para	40-100	1,2
klor	13-200	0,50

Toplotna zmogljivost je sposobnost, da absorbira določeno količino toplote med segrevanjem ali jo odda, ko se ohladi. Toplotna kapaciteta telesa je razmerje med neskončno majhne količine toplote, ki jo telo prejme, in ustreznim povečanjem njegovih temperaturnih kazalcev. Vrednost se meri v J/K. V praksi se uporablja nekoliko drugačna vrednost - specifična toplotna zmogljivost.

Opredelitev

Kaj pomeni specifična toplotna zmogljivost? To je količina, povezana z eno samo količino snovi. V skladu s tem se lahko količina snovi meri v kubičnih metrih, kilogramih ali celo v molih. od česa je odvisno? V fiziki je toplotna kapaciteta neposredno odvisna od tega, na katero količinsko enoto se nanaša, kar pomeni, da razlikujejo med molsko, masno in volumetrično toplotno kapaciteto. V gradbeništvu se ne boste srečevali z molarnimi meritvami, ampak z drugimi – ves čas.

Kaj vpliva na specifično toplotno zmogljivost?

Veste, kakšna je toplotna zmogljivost, toda katere vrednosti vplivajo na indikator, še ni jasno. Na vrednost specifične toplotne kapacitete neposredno vpliva več komponent: temperatura snovi, tlak in druge termodinamične značilnosti.

Ko se temperatura produkta dvigne, se njegova specifična toplotna zmogljivost poveča, vendar se nekatere snovi v tej odvisnosti razlikujejo po popolnoma nelinearni krivulji. Na primer, s povečanjem temperaturnih kazalnikov z nič na sedemintrideset stopinj se specifična toplotna zmogljivost vode začne zmanjševati, in če je meja med sedemintrideset in sto stopinj, potem bo indikator, nasprotno, porast.

Omeniti velja, da je parameter odvisen tudi od tega, kako se lahko spremenijo termodinamične lastnosti izdelka (tlak, prostornina itd.). Na primer, specifična toplota pri stabilnem tlaku in pri stabilni prostornini bo različna.

Kako izračunati parameter?

Vas zanima kakšna je toplotna zmogljivost? Formula za izračun je naslednja: C \u003d Q / (m ΔT). Kakšne so te vrednote? Q je količina toplote, ki jo izdelek prejme pri segrevanju (ali sprosti izdelek med hlajenjem). m je masa produkta, ΔT pa je razlika med končno in začetno temperaturo izdelka. Spodaj je tabela toplotne zmogljivosti nekaterih materialov.

Kaj lahko rečemo o izračunu toplotne zmogljivosti?

Izračun toplotne kapacitete ni lahka naloga, še posebej, če se uporabljajo samo termodinamične metode, je nemogoče narediti natančneje. Zato fiziki uporabljajo metode statistične fizike oziroma poznavanje mikrostrukture produktov. Kako izračunati za plin? Toplotna kapaciteta plina se izračuna iz izračuna povprečne energije toplotnega gibanja posameznih molekul v snovi. Premiki molekul so lahko translacijske in rotacijske, znotraj molekule pa je lahko cel atom ali vibracija atomov. Klasična statistika pravi, da za vsako stopnjo svobode rotacijskih in translacijskih gibov obstaja molska vrednost, ki je enaka R / 2, za vsako vibracijsko stopnjo svobode pa je vrednost enaka R. To pravilo se imenuje tudi pravo enakopravne delitve.

V tem primeru se delec enoatomnega plina razlikuje le za tri translacijske stopnje svobode, zato mora biti njegova toplotna kapaciteta enaka 3R/2, kar se odlično ujema s poskusom. Vsaka molekula dvoatomskega plina ima tri translacijske, dve rotacijski in eno vibracijsko stopnjo svobode, kar pomeni, da bo zakon enakomerne porazdelitve 7R/2, izkušnje pa so pokazale, da je toplotna kapaciteta mola dvoatomskega plina pri običajni temperaturi 5R/ 2. Zakaj je prišlo do takšnega neskladja v teoriji? To je posledica dejstva, da bo pri določanju toplotne zmogljivosti treba upoštevati različne kvantni učinki z drugimi besedami, uporabite kvantno statistiko. Kot lahko vidite, je toplotna zmogljivost precej zapleten koncept.

Kvantna mehanika pravi, da ima lahko vsak sistem delcev, ki nihajo ali se vrtijo, vključno z molekulo plina, določene diskretne energijske vrednosti. Če je energija toplotnega gibanja v nameščen sistem ni dovolj za vzbujanje nihanj zahtevane frekvence, potem ta nihanja ne prispevajo k toplotni kapaciteti sistema.

V trdnih snoveh toplotno gibanje atomov je šibko nihanje v bližini določenih ravnotežnih položajev, to velja za vozlišča kristalna mreža. Atom ima tri vibracijske svobodne stopnje in po zakonu molsko toplotno kapaciteto trdno telo enaka 3nR, kjer je n število atomov, prisotnih v molekuli. V praksi je ta vrednost meja, h kateri teži toplotna zmogljivost telesa pri visokih temperaturah. Vrednost se doseže z normalnimi temperaturnimi spremembami v številnih elementih, to velja za kovine, pa tudi za preproste spojine. Določi se tudi toplotna kapaciteta svinca in drugih snovi.

Kaj lahko rečemo o nizkih temperaturah?

Že vemo, kaj je toplotna zmogljivost, a če govorimo o nizke temperature, kako se bo potem vrednost izračunala? Če govorimo o nizkih temperaturnih indikatorjih, se potem toplotna zmogljivost trdnega telesa izkaže za sorazmerno T 3 ali tako imenovani Debyejev zakon toplotne kapacitete. Glavno merilo za razlikovanje visokozmogljivo temperature od nizkih, je navadna primerjava jih s parametrom, značilnim za določeno snov - to je lahko karakteristika ali Debyejeva temperatura q D . Predstavljena vrednost je določena s spektrom vibracij atomov v izdelku in je bistveno odvisna od kristalne strukture.

V kovinah prevodni elektroni določeno prispevajo k toplotni kapaciteti. Ta del toplotne kapacitete se izračuna s pomočjo Fermi-Diracove statistike, ki upošteva elektrone. Elektronska toplotna kapaciteta kovine, ki je sorazmerna z običajno toplotno kapaciteto, je relativno majhna vrednost in prispeva k toplotni kapaciteti kovine le pri temperaturah blizu absolutne ničle. Nato toplotna zmogljivost rešetke postane zelo majhna in jo je mogoče zanemariti.

Masna toplotna zmogljivost

Masna specifična toplotna kapaciteta je količina toplote, ki jo je treba pripeljati do enote mase snovi, da se izdelek segreje na enoto temperature. Ta vrednost je označena s črko C in se meri v joulih, deljenih s kilogramom na kelvin - J / (kg K). To je vse, kar zadeva toplotno kapaciteto mase.

Kaj je volumetrična toplotna zmogljivost?

Volumetrična toplotna zmogljivost je določena količina toplote, ki jo je treba pripeljati na enoto prostornine proizvodnje, da jo segrejemo na enoto temperature. Ta indikator se meri v džulih, deljeno s kubičnim metrom na kelvin ali J / (m³ K). V mnogih gradbenih referenčnih knjigah se upošteva masna specifična toplotna zmogljivost pri delu.

Praktična uporaba toplotne zmogljivosti v gradbeništvu

Veliko toplotno intenzivnih materialov se aktivno uporablja pri gradnji toplotno odpornih sten. To je izjemno pomembno za hiše, za katere je značilno periodično ogrevanje. Na primer, pečica. Toplotno intenzivni izdelki in stene, zgrajene iz njih, odlično akumulirajo toploto, jo shranjujejo v času ogrevanja in postopoma sproščajo toploto po izklopu sistema, kar vam omogoča vzdrževanje sprejemljive temperature skozi ves dan.

Torej, več toplote je shranjeno v konstrukciji, bolj udobna in stabilna bo temperatura v prostorih.

Treba je opozoriti, da imata navadna opeka in beton, ki se uporabljata v stanovanjski gradnji, bistveno nižjo toplotno zmogljivost kot ekspandirani polistiren. Če vzamemo ecowool, potem je trikrat bolj toplotno poraba kot beton. Treba je opozoriti, da v formuli za izračun toplotne zmogljivosti ni zaman, da obstaja masa. Zaradi velike ogromne mase betona ali opeke v primerjavi z ecowoo omogoča kopičenje ogromnih količin toplote v kamnitih stenah konstrukcij in glajenje vseh dnevnih temperaturnih nihanj. Samo majhna masa izolacije v celoti okvirne hiše, kljub dobri toplotni zmogljivosti, je najšibkejša cona za vse okvirne tehnologije. Rešiti ta problem, v vseh hišah so nameščeni impresivni akumulatorji toplote. kaj je to? To so konstrukcijski deli, za katere je značilna velika masa z dokaj dobrim indeksom toplotne zmogljivosti.

Primeri toplotnih akumulatorjev v življenju

kaj bi lahko bilo? Na primer nekaj notranjih opečne stene, velika peč ali kamin, betonski estrihi.

Pohištvo v kateri koli hiši ali stanovanju je odličen akumulator toplote, saj lahko vezane plošče, iverne plošče in les dejansko hranijo toploto le na kilogram teže trikrat več kot zloglasna opeka.

Ali ima toplotno shranjevanje kakšne pomanjkljivosti? Seveda je glavna pomanjkljivost tega pristopa, da je treba hranilnik toplote načrtovati v fazi ustvarjanja postavitve. okvirna hiša. Vse zaradi dejstva, da je zelo težak, in to bo treba upoštevati pri ustvarjanju temeljev, nato pa si predstavljajte, kako bo ta predmet integriran v notranjost. Vredno je reči, da je treba upoštevati ne le maso, pri delu bo treba oceniti obe značilnosti: maso in toplotno zmogljivost. Če na primer kot hranilnik toplote uporabite zlato z neverjetno težo dvajset ton na kubični meter, bo izdelek deloval tako, kot bi moral le triindvajset odstotkov bolje kot betonska kocka, ki tehta dve toni in pol.

Katera snov je najbolj primerna za shranjevanje toplote?

najboljši izdelek kajti akumulator toplote sploh ni beton in opeka! Baker, bron in železo to dobro opravijo, vendar so zelo težki. Nenavadno, toda najboljši hranilnik toplote je voda! Tekočina ima impresivno toplotno zmogljivost, največjo med snovmi, ki so nam na voljo. Večjo toplotno kapaciteto imajo le plini helij (5190 J / (kg K) in vodik (14300 J / (kg K)), vendar jih je v praksi težko uporabiti. Če želite in potrebujete, si oglejte tabelo toplotne zmogljivosti snovi potrebuješ.

Količina energije, ki jo je treba dobaviti 1 g snovi, da se njena temperatura dvigne za 1 °C. Po definiciji je potrebnih 4,18 J, da se temperatura 1 grama vode dvigne za 1°C. enciklopedični slovar.… … Ekološki slovar

Specifična toplota- - [A.S. Goldberg. Angleško ruski energetski slovar. 2006] Teme energija na splošno EN specifična toplotaSH …

SPECIFIČNA TOPLOTA- fizično. količina, merjena s količino toplote, ki je potrebna za segrevanje 1 kg snovi za 1 K (glej). Enota specifične toplotne zmogljivosti v SI (glej) na kilogram kelvina (J kg ∙ K)) ... Velika politehnična enciklopedija

Specifična toplota- savitoji šiluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. toplotna zmogljivost na enoto mase; masna toplotna zmogljivost; specifična toplotna zmogljivost vok. Eigenwarme, f; specifice Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, f rus. masa toplotne zmogljivosti, f;… … Fizikos terminų žodynas

Oglejte si toplotno zmogljivost ... Velika sovjetska enciklopedija

Specifična toplota - Specifična toplota … Slovar kemičnih sopomenk I

specifična toplotna zmogljivost plina- — Teme Naftna in plinska industrija EN plin specifična toplota … Priročnik tehničnega prevajalca

specifična toplotna zmogljivost olja- — Teme naftna in plinska industrija EN oljno specifično toploto … Priročnik tehničnega prevajalca

specifična toplotna zmogljivost pri konstantnem tlaku- - [A.S. Goldberg. Angleško ruski energetski slovar. 2006] Teme energija na splošno EN specifična toplota pri konstantnem tlakucpkonstantni tlak specifična toplota … Priročnik tehničnega prevajalca

specifična toplotna zmogljivost pri konstantni prostornini- - [A.S. Goldberg. Angleško ruski energetski slovar. 2006] Teme energija na splošno EN specifična toplota pri konstantni prostornini konstantna prostornina specifična toplotaCv … Priročnik tehničnega prevajalca

knjige

• Fizikalne in geološke osnove za preučevanje gibanja vode v globokih obzorjih, Trushkin V.V. Na splošno je knjiga posvečena zakonu samoregulacije temperature vode z gostiteljskim telesom, ki ga je avtor odkril leta 1991. Na začetku knjige je pregled stanja poznavanja problematike gibanja globokih ...

Fizika in toplotni pojavi je precej obsežen odsek, ki se v šolskem tečaju temeljito preučuje. ne zadnje mesto v tej teoriji je podana določena količina. Prva od njih je specifična toplotna zmogljivost.

Vendar se razlagi besede "specifično" običajno ne posveča dovolj pozornosti. Učenci si ga preprosto zapomnijo kot danost. In kaj to pomeni?

Če pogledate v Ozhegov slovar, lahko preberete, da je taka vrednost opredeljena kot razmerje. Poleg tega se lahko izvede za maso, prostornino ali energijo. Vse te količine je treba vzeti enako ena. Razmerje do tega, kar je podano v specifični toplotni kapaciteti?

Na produkt mase in temperature. Poleg tega morajo biti njihove vrednosti nujno enake eni. To pomeni, da bo delilec vseboval številko 1, vendar bo njegova dimenzija združevala kilogram in stopinjo Celzija. To je treba upoštevati pri oblikovanju definicije specifične toplotne zmogljivosti, ki je podana nekoliko nižje. Obstaja tudi formula, iz katere je razvidno, da sta ti dve količini v imenovalcu.

kaj je to?

Specifična toplotna zmogljivost snovi se uvede v trenutku, ko se obravnava situacija z njenim segrevanjem. Brez tega je nemogoče vedeti, koliko toplote (ali energije) bo treba porabiti za ta proces. In tudi izračunajte njegovo vrednost, ko se telo ohladi. Mimogrede, ti dve količini toplote sta med seboj enaki po modulu. Ampak imajo različni znaki. Torej je v prvem primeru pozitiven, saj je treba energijo porabiti in jo prenesti v telo. Druga situacija hlajenja daje negativno število, ker se toplota sprošča in notranja energija telo se zmanjša.

To je označeno fizična količina latinska črka c. Opredeljen je kot določena količina toplote, potrebna za segrevanje enega kilograma snovi za eno stopinjo. V tečaju šolske fizike je ta stopnja tista, ki se meri na Celzijevi lestvici.

Kako ga prešteti?

Če želite vedeti, kakšna je specifična toplotna zmogljivost, je formula videti tako:

c \u003d Q / (m * (t 2 - t 1)), kjer je Q količina toplote, m masa snovi, t 2 temperatura, ki jo je telo pridobilo zaradi prenosa toplote, t 1 je začetna temperatura snovi. To je formula #1.

Na podlagi te formule je merska enota te količine v mednarodni sistem enote (SI) se izkaže za J / (kg * ºС).

Kako najti druge količine iz te enačbe?

Prvič, količina toplote. Formula bo videti takole: Q \u003d c * m * (t 2 - t 1). Samo v njem je treba zamenjati vrednosti v enotah, vključenih v SI. To pomeni, da je masa v kilogramih, temperatura v stopinjah Celzija. To je formula #2.

Drugič, masa snovi, ki se ohladi ali segreje. Formula za to bo: m \u003d Q / (c * (t 2 - t 1)). To je formula številka 3.

Tretjič, sprememba temperature Δt \u003d t 2 - t 1 \u003d (Q / c * m). Znak "Δ" se bere kot "delta" in označuje spremembo velikosti, v tem primeru temperature. Formula številka 4.

Četrtič, začetna in končna temperatura snovi. Formule, ki veljajo za segrevanje snovi, izgledajo takole: t 1 \u003d t 2 - (Q / c * m), t 2 \u003d t 1 + (Q / c * m). Te formule imata številki 5 in 6. Če je v problemu pod vprašajem o hlajenju snovi, potem so formule: t 1 \u003d t 2 + (Q / c * m), t 2 = t 1 - (Q / c * m). Te formule imajo številki 7 in 8.

Kakšne pomene ima lahko?

Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, kakšne vrednosti ima za vsako posamezno snov. Zato je bila ustvarjena posebna tabela specifične toplotne zmogljivosti. Najpogosteje daje podatke, ki veljajo v normalnih pogojih.

Kakšno je laboratorijsko delo pri merjenju specifične toplote?

Pri šolskem tečaju fizike se določi za trdno telo. Poleg tega se njegova toplotna zmogljivost izračuna s primerjavo s tisto, ki je znana. Najlažje to storite z vodo.

V procesu opravljanja dela je potrebno izmeriti začetne temperature vode in segrete trdne snovi. Nato ga spustite v tekočino in počakajte na toplotno ravnotežje. Celoten poskus se izvaja v kalorimetru, tako da lahko izgube energije zanemarimo.

Nato morate zapisati formulo za količino toplote, ki jo voda prejme, ko se segreje iz trdnega telesa. Drugi izraz opisuje energijo, ki jo telo odda, ko se ohladi. Ti dve vrednosti sta enaki. Z matematičnimi izračuni je treba še določiti specifično toplotno kapaciteto snovi, ki sestavlja trdno telo.

Najpogosteje se predlaga, da ga primerjamo s tabelarnimi vrednostmi, da bi poskušali uganiti, iz katere snovi je sestavljeno telo, ki ga preučujemo.

Naloga št. 1

Stanje. Temperatura kovine se giblje od 20 do 24 stopinj Celzija. Hkrati se je njena notranja energija povečala za 152 J. Kolikšna je specifična toplotna kapaciteta kovine, če je njena masa 100 gramov?

Odločitev. Za iskanje odgovora boste morali uporabiti formulo, zapisano pod številko 1. Obstajajo vse količine, potrebne za izračune. Samo najprej morate maso pretvoriti v kilograme, sicer bo odgovor napačen. Ker morajo biti vse količine tiste, ki so sprejete v SI.

V enem kilogramu je 1000 gramov. Torej, 100 gramov je treba deliti s 1000, dobite 0,1 kilograma.

Zamenjava vseh vrednosti daje naslednji izraz: c \u003d 152 / (0,1 * (24 - 20)). Izračuni niso posebej težki. Rezultat vseh dejanj je številka 380.

odgovor: c \u003d 380 J / (kg * ºС).

Naloga št. 2

Stanje. Določite končno temperaturo, na katero se bo ohladila voda s prostornino 5 litrov, če bi jo vzeli pri 100 ºС in v okolje izpustili 1680 kJ toplote.

Odločitev. Vredno je začeti z dejstvom, da je energija dana v nesistemski enoti. Kilodžule je treba pretvoriti v joule: 1680 kJ = 1680000 J.

Če želite poiskati odgovor, morate uporabiti formulo številka 8. Vendar se v njej pojavi masa in v problemu ni znana. Toda glede na količino tekočine. Torej, lahko uporabite formulo, znano kot m \u003d ρ * V. Gostota vode je 1000 kg / m 3. Toda tukaj bo treba zamenjati glasnost kubičnih metrov. Če jih želite pretvoriti iz litrov, je treba deliti s 1000. Tako je prostornina vode 0,005 m 3.

Če zamenjamo vrednosti v formulo mase, dobimo naslednji izraz: 1000 * 0,005 = 5 kg. V tabeli boste morali pogledati specifično toplotno zmogljivost. Zdaj lahko preidete na formulo 8: t 2 \u003d 100 + (1680000 / 4200 * 5).

Prvo dejanje naj bi opravilo množenje: 4200 * 5. Rezultat je 21000. Drugo je deljenje. 1680000: 21000 = 80. Zadnji odštevanje: 100 - 80 = 20.

Odgovori. t 2 \u003d 20 ºС.

Naloga št. 3

Stanje. Obstaja kemična čaša z maso 100 g. Vanjo vlijemo 50 g vode. Začetna temperatura vode s kozarcem je 0 stopinj Celzija. Koliko toplote je potrebno, da voda zavre?

Odločitev. Začeti morate z uvedbo ustreznega zapisa. Naj imajo podatki, ki se nanašajo na steklo, indeks 1, za vodo pa indeks 2. V tabeli morate poiskati specifične toplotne kapacitete. Kemična čaša je izdelana iz laboratorijskega stekla, zato je njena vrednost c 1 = 840 J / (kg * ºС). Podatki za vodo so naslednji: s 2 \u003d 4200 J / (kg * ºС).

Njihove mase so podane v gramih. Morate jih pretvoriti v kilograme. Mase teh snovi bodo označene na naslednji način: m 1 \u003d 0,1 kg, m 2 \u003d 0,05 kg.

Začetna temperatura je podana: t 1 \u003d 0 ºС. Za končno je znano, da ustreza tistemu, pri katerem voda zavre. To je t 2 \u003d 100 ºС.

Ker se kozarec segreva skupaj z vodo, bo želena količina toplote vsota obeh. Prvi, ki je potreben za segrevanje stekla (Q 1), in drugi, ki gre za segrevanje vode (Q 2). Za njihovo izražanje je potrebna druga formula. Zapisati ga je treba dvakrat z različnimi indeksi, nato pa sešteti njihovo vsoto.

Izkazalo se je, da Q \u003d c 1 * m 1 * (t 2 - t 1) + c 2 * m 2 * (t 2 - t 1). Skupni faktor (t 2 - t 1) je mogoče vzeti iz oklepaja, da bo štetje bolj priročno. Potem bo formula, ki bo potrebna za izračun količine toplote, naslednja: Q \u003d (c 1 * m 1 + c 2 * m 2) * (t 2 - t 1). Zdaj lahko zamenjate znane vrednosti v problemu in izračunate rezultat.

Q \u003d (840 * 0,1 + 4200 * 0,05) * (100 - 0) \u003d (84 + 210) * 100 \u003d 294 * 100 \u003d 29400 (J).

Odgovori. Q = 29400 J = 29,4 kJ.