Питома теплоємність речовини складається. Питома теплоємність: визначення, значення, приклади

Вода є однією з найдивовижніших речовин. Незважаючи на широке розповсюдженнята повсюдне використання, вона – справжня загадка природи. Будучи однією з сполук кисню, вода, здавалося б, повинна мати дуже низькими такі властивості, як і замерзання, теплота пароутворення тощо. Але цього немає. Одна лише теплоємність води, попри все, надзвичайно висока.

Вода здатна поглинати величезну кількість тепла, при цьому практично не нагріваючись - у цьому її фізична особливість. води вище теплоємності піску приблизно вп'ятеро, і вдесятеро - заліза. Тому вода є природним охолоджувачем. Її властивість накопичувати велика кількістьенергії дозволяє згладжувати коливання температури на поверхні Землі та регулювати тепловий режим у рамках усієї планети, причому відбувається це незалежно від пори року.

Це унікальна властивістьводи дозволяє використовувати її як охолоджувальну речовину в промисловості та в побуті. До того ж вода є загальнодоступною та порівняно дешевою сировиною.

Що розуміється під теплоємністю? Як відомо з курсу термодинаміки, передача тепла завжди відбувається від гарячого до холодного тіла. При цьому мова йдепро перехід певної кількості тепла, а температура обох тіл, будучи характеристикою стану, показує напрям цього обміну. У процесі металевого тіла з водою рівної маси за однакових вихідних температур метал змінює свою температуру в кілька разів більше води.

Якщо прийняти за постулат основне твердження термодинаміки - з двох тіл (ізольованих від інших), при теплообміні одне віддає, а інше отримує однакову кількість тепла, стає ясно, що у металу і води зовсім різна теплоємність.

Таким чином, теплоємність води (як і будь-якої речовини) - це показник, що характеризує здатність даної речовини віддавати (або отримувати) якесь при охолодженні на одиницю температури.

Питомою теплоємністю речовини вважається кількість тепла, потрібне для того, щоб нагріти одиницю цієї речовини (1 кілограм) на 1 градус.

Кількість тепла, що виділяється або поглинається тілом, дорівнює добутку величин питомої теплоємності, маси та різниці температур. Вимірюється воно у калоріях. Одна калорія – саме та кількість тепла, якого достатньо, щоб нагріти 1 г води на 1 градус. Для порівняння: питома теплоємність повітря – 0.24 кал/г ∙°С, алюмінію – 0.22, заліза – 0.11, ртуті – 0.03.

Теплоємність води не є константою. Зі зростанням температури від 0 до 40 градусів вона трохи знижується (від 1,0074 до 0,9980), тоді як у решти речовин у процесі нагрівання ця характеристика зростає. Крім того, вона може знижуватися зі зростанням тиску (на глибині).

Як відомо, вода має три агрегатні стани - рідкий, твердий (лід) і газоподібний (пар). При цьому питома теплоємність льоду приблизно вдвічі нижча, ніж у води. У цьому - основна відмінність води від інших речовин, величини питомої теплоємності яких у твердому та розплавленому стані не змінюються. У чому тут секрет?

Справа в тому, що крига має кристалічну структуру, яка при нагріванні руйнується не відразу. Вода містить маленькі частинки льоду, що складаються з кількох молекул і називані асоціатами. При нагріванні води частина витрачається на руйнування водневих зв'язків у цих утворах. Цим і пояснюється надзвичайно висока теплоємність води. Повністю зв'язок між її молекулами руйнуються лише за переході води у пару.

Питома теплоємність при температурі 100 ° С майже не відрізняється від такої у льоду при 0 ° С. Це ще раз підтверджує правильність цього пояснення. Теплоємність пари, як і теплоємність льоду, в даний час вивчені набагато краще, ніж води, щодо якої вчені досі не дійшли єдиної думки.

Кожен школяр стикається на уроках фізики з таким поняттям, як "питома теплоємність". Найчастіше люди забувають шкільне визначення, а найчастіше й не розуміють значення даного терміна. У технічних вузах більшість студентів рано чи пізно зіткнеться з питомою теплоємністю. Можливо, в рамках вивчення фізики, а може, у когось буде така дисципліна як "теплотехніка" або "технічна термодинаміка". У такому разі доведеться згадувати шкільну програму. Отже, нижче розглядається визначення, приклади, значення деяких речовин.

Визначення

Питома теплоємність є фізичною величиною, яка характеризує скільки тепла необхідно підвести до одиниці речовини або відвести від одиниці речовини, щоб його температура змінилася на один градус. Важливо скасувати, що не має значення, градус Цельсія, Кельвіна та за Фаренгейтом, головне – зміна температури на одиницю.

Питома теплоємність має свою одиницю виміру - міжнародної системиодиниць (СІ) - Джоуль, поділений на твір кілограма і градус Кельвіна, Дж/(кг К); позасистемною одиницею є відношення калорії до твору кілограма та градуса Цельсія, кал/(кг·°C). Ця величина найчастіше позначається літерою С або С, іноді використовуються індекси. Наприклад, якщо тиск постійно, то індекс р, якщо постійним є обсяг, то v.

Варіації визначення

Можливі кілька формулювань визначення обговорюваного фізичної величини. Крім викладеної вище, прийнятним вважається визначення, яке говорить, що питома теплоємність є відношенням значення теплоємності речовини до його маси. І тут необхідно чітко розуміти, що таке " теплоємність " . Отже, теплоємністю називають фізичну величину, що показує, яку кількість теплоти необхідно підвести до тіла (речовини) або відвести з метою зміни значення температури на одиницю. Питома теплоємність маси речовини, більшої за кілограм, визначається аналогічно як для одиничного значення.

Деякі приклади та значення для різних речовин

Експериментально з'ясовано, що для різних речовинце значення по-різному. Наприклад, питома теплоємність води становить 4,187 кДж/(кг·К). Саме велике значенняцієї фізичної величини у водню - 14,300 кДж/(кг·К), найменше - у золота, становить 0,129 кДж/(кг·К). Якщо необхідно значення для конкретної речовини, то потрібно взяти довідник і знайти відповідні таблиці, а в них - значення, що цікавлять. Проте сучасні технологіїдозволяють у рази прискорити процес пошуку - достатньо на будь-якому телефоні, який має опцію входу у всесвітню мережу Інтернет, набрати питання, що цікавить у пошуковому рядку, почати пошук і за результатами шукати відповідь. Найчастіше необхідно перейти за першим посиланням. Однак іноді взагалі не потрібно нікуди більше переходити - в короткому описіінформації видно відповідь питання.

Найпоширеніші речовини, котрим шукають теплоємність, зокрема і питому, це:

повітря (сухе) - 1,005 кДж/(кг·К),
алюміній - 0,930 кДж/(кг К),
мідь - 0,385 кДж/(кг К),
етанол - 2,460 кДж/(кг·К),
залізо - 0,444 кДж/(кг·К),
ртуть - 0,139 кДж/(кг·К),
кисень - 0,920 кДж/(кг·К),
деревина - 1,700 кДж/(кг·К),
пісок - 0,835 кДж/(кг К).

Теплоємність – це здатність поглинати деякі обсяги тепла під час нагрівання або віддавати за охолодження. Теплоємність тіла - це відношення нескінченно малої кількості теплоти, що отримує тіло, до відповідного приросту його температурних показників. Розмір вимірюється в Дж/К. Насправді застосовують трохи іншу величину - питому теплоємність.

Визначення

Що означає питома теплоємність? Це величина, що відноситься до одиничної кількості речовини. Відповідно, чисельність речовини можна виміряти в кубометрах, кілограмах або навіть молях. Від чого це залежить? У фізиці теплоємність залежить безпосередньо від того, до якої кількісної одиниці вона відноситься, а значить, розрізняють молярну, масову та об'ємну теплоємність. У будівельній сфері ви не зустрічатиметеся з молярними вимірами, але з іншими - часто-густо.

Що впливає на питому теплоємність?

Що таке теплоємність, ви знаєте, але які значення впливають на показник, ще не ясно. На значення питомої теплоємності безпосередньо впливають кілька компонентів: температура речовини, тиск та інші термодинамічні властивості.

Під час зростання температури продукції його питома теплоємність зростає, проте певні речовини відрізняються абсолютно нелінійною кривою у цій залежності. Наприклад, зі зростанням температурних показників з нуля до тридцяти семи градусів питома теплоємність води починає знижуватися, а якщо межа буде між тридцятьма сімома і ста градусами, то показник, навпаки, зросте.

Варто зазначити, що параметр залежить ще й від того, яким чином дозволяється змінюватися термодинамічні характеристики продукції (тиску, обсягу і так далі). Наприклад, питома теплоємність при стабільному тиску і при стабільному обсязі відрізнятиметься.

Як розрахувати параметр?

Вас цікавить, чому дорівнює теплоємність? Формула розрахунку наступна: C=Q/(m·ΔT). Що це за такі значення? Q - це кількість теплоти, що отримує продукція при нагріванні (або виділяється продукцією під час охолодження). m - маса продукції, а T - різниця остаточної та початкової температур продукції. Нижче наведено таблицю теплоємності деяких матеріалів.

Що можна сказати про обчислення теплоємності?

Обчислити теплоємність – це завдання не з найпростіших, особливо якщо застосовувати виключно термодинамічні методи, точніше це неможливо зробити. Тому фізики застосовують методи статистичної фізики або знання мікроструктури продукції. Як зробити обчислення для газу? Теплоємність газу розраховується з обчислення середньої енергії теплового руху окремо взятих молекул у речовині. Рухи молекул можуть бути поступального та обертального типу, а всередині молекули може бути цілий атом або коливання атомів. Класична статистика каже, що у кожну ступінь свободи обертальних і поступальних рухів посідає мольна величина, що дорівнює R/2, але в кожну коливальну ступінь свободи значення дорівнює R. Це правило ще називають законом равнораспределения.

При цьому частинка одноатомного газу відрізняється лише трьома поступальними ступенями свободи, а тому його теплоємність повинна прирівнюватися до 3R/2, що відмінно узгоджується з досвідом. Кожна молекула двоатомного газу відрізняється трьома поступальними, двома обертальними та одним коливальним ступенями свободи, а значить, закон рівнорозподілу дорівнюватиме 7R/2, а досвід показав, що теплоємність молячи двоатомного газу при звичайній температурі становить 5R/2. Чому виявилося таке розбіжність теорії? Все пов'язано з тим, що при встановленні теплоємності потрібно враховувати різні квантові ефекти, Іншими словами, користуватися квантовою статистикою. Як бачите, теплоємність - це досить складне поняття.

Квантова механіка говорить, що будь-яка система частинок, що здійснюють коливання або обертання, у тому числі і молекула газу, може мати певні дискретні значення енергії. Якщо ж енергія теплового руху встановленою системоюнедостатня збудження коливань необхідної частоти, то дані коливання не вносять вкладу теплоємність системи.

В твердих тілах тепловий рухатомів є слабкі коливання поблизу певних положень рівноваги, це стосується вузлів кристалічних ґрат. Атом володіє трьома коливальними ступенями свободи і за законом мольна теплоємність твердого тіла прирівнюється до 3nR, де n-кількість наявних атомів у молекулі. Насправді це значення є межею, якого прагне теплоємність тіла за високих температурних показниках. Значення досягається при звичайних температурних змінах багатьох елементів, це стосується металів, а також простих з'єднань. Також визначається теплоємність свинцю та інших речовин.

Що можна сказати про низькі температури?

Ми вже знаємо, що таке теплоємність, але якщо говорити про низьких температурах, як значення буде розраховуватися тоді? Якщо йдеться про низькі температурні показники, то теплоємність твердого тіла тоді виявляється пропорційною. T 3 або так званий закон теплоємності Дебая. Головний критерій, що дозволяє відрізнити високі показникитемператури від низьких, є звичайне порівнянняїх із характерним для певної речовини параметром - це може бути характеристична або температура Дебая q D . Подана величина встановлюється спектром коливання атомів продукції і істотно залежить від кристалічної структури.

У металів певний внесок у теплоємність дають електрони провідності. Ця частина теплоємності обчислюється за допомогою статистики Фермі-Дірака, в якій враховуються електрони. Електронна теплоємність металу пропорційна звичайної теплоємності, є порівняно невеликою величиною, а внесок у теплоємність металу вона вносить тільки при температурних показниках, близьких до абсолютного нуля. Тоді решітка теплоємність стає дуже маленькою, і нею можна знехтувати.

Масова теплоємність

Масова питома теплоємність - це кількість теплоти, яку потрібно піднести до одиниці маси речовини, щоб нагріти препарат на одиницю температури. Позначається дана величина літерою З і вимірюється в джоулях, поділених на кілограм на кельвін - Дж/(кг·К). Це все, що стосується масової теплоємності.

Що таке об'ємна теплоємність?

Об'ємна теплоємність - це певна кількість теплоти, що потрібно підвести до одиниці обсягу продукції, щоб нагріти її на одиницю температури. Вимірюється цей показник у джоулях, поділених на кубічний метрна кельвін або Дж/(м³·К). Багато будівельних довідниках розглядають саме масову питому теплоємність у роботі.

Застосування на практиці теплоємності у будівельній сфері

Багато теплоємних матеріалів застосовують активно при будівництві теплостійких стін. Це дуже важливо для будинків, що відрізняються періодичним опаленням. Наприклад, пічним. Теплоємні вироби та стіни, зведені з них, чудово акумулюють тепло, запасають його в опалювальні періоди часу та поетапно віддають тепло після вимкнення системи, дозволяючи таким чином підтримувати прийнятну температуру протягом доби.

Отже, чим більше буде запасено тепла в конструкції, тим комфортнішою і стабільнішою буде температура в кімнатах.

Варто відзначити, що звичайна цегла і бетон, що застосовуються в житловому будівництві, мають значно меншу теплоємність, ніж пінополістирол. Якщо купувати ековату, то вона втричі більш теплоємна, ніж бетон. Слід зазначити, що у формулі розрахунку теплоємності зовсім не дарма є маса. Завдяки великій масі бетону або цегли в порівнянні з ековатою дозволяє в кам'яних стінах конструкцій акумулювати величезні обсяги тепла та згладжувати всі добові температурні коливання. Тільки мала маса утеплювача у всіх каркасних будинках, незважаючи на хорошу теплоємність, є найслабшою зоною у всіх каркасних технологій. Для того щоб вирішити цю проблему, у всіх будинках монтують значні теплоакумулятори. Що це таке? Це конструктивні деталі, що відрізняються великою масою за досить хорошого показника теплоємності.

Приклади теплоакумуляторів у житті

Що це може бути? Наприклад, якісь внутрішні цегляні стіни, велика піч або камін, стяжки з бетону.

Меблі в будь-якому будинку або квартирі є чудовим теплоакумулятором, адже фанера, ДСП і дерево практично втричі більше можуть запасатися теплом лише на кілограм ваги, ніж горезвісна цегла.

Чи є недоліки у теплоакумуляторах? Звичайно, головний мінус даного підходу полягає в тому, що теплоакумулятор потрібно проектувати ще на стадії створення макету каркасного будинку. Все через те, що він відрізняється великою вагою, і це потрібно врахувати при створенні фундаменту, а потім уявити, як цей об'єкт буде вбудований в інтер'єр. Варто сказати, що враховувати доведеться не тільки масу, потрібно оцінювати в роботі обидві характеристики: масу та теплоємність. Наприклад, якщо використовувати золото з неймовірною вагою в двадцять тонн на кубометр як теплоакумулятор, то продукція буде функціонувати як слід тільки на двадцять три відсотки краще, ніж бетонний куб, вага якого становить дві з половиною тонни.

Яка речовина найбільше підходить для теплоакумулятора?

Найкращим продуктомдля теплоакумулятора є зовсім не бетон і цегла! Непогано з цим завданням справляється мідь, бронза та залізо, але вони дуже важкі. Як не дивно, але найкращий теплоакумулятор – вода! Рідина має велику теплоємність, найбільшу серед доступних нам речовин. Більше теплоємність тільки у газів гелію (5190 Дж/(кг·К) та водню (14300 Дж/(кг·К)), але їх проблематично застосовувати на практиці. При бажанні та необхідності дивіться таблицю теплоємності потрібних вам речовин.

Введемо тепер дуже важливу термодинамічну характеристику теплоємністю системи(Традиційно позначається буквою Зз різними індексами).

Теплоємність – величина адитивнавона залежить від кількості речовини в системі. Тому вводять також питому теплоємність

Питома теплоємність- це теплоємність одиниці маси речовини

і молярну теплоємність

Молярна теплоємність- це теплоємність одного молячи речовини

Оскільки кількість теплоти не є функцією стану і залежить від процесу, теплоємність також залежатиме від способу підведення тепла до системи. Щоб зрозуміти це, згадаймо перший початок термодинаміки. Розділивши рівність ( 2.4) на елементарне збільшення абсолютної температури dT,отримаємо співвідношення

Друге доданок, як ми переконалися, залежить від виду процесу. Зазначимо, що у випадку неідеальної системи, взаємодією частинок якої (молекул, атомів, іонів тощо.) знехтувати не можна (див., наприклад, § 2.5 нижче, у якому розглядається ван–дер–ваальсовський газ), внутрішня енергія залежить як від температури, а й від обсягу системи. Це тим, що енергія взаємодії залежить від відстані між взаємодіючими частинками. При зміні обсягу системи змінюється концентрація частинок, відповідно, змінюється середня відстань між ними і, як наслідок, змінюється енергія взаємодії та вся внутрішня енергія системи. Інакше кажучи, у випадку неідеальної системи

Тому, у загальному випадку перше доданок не можна писати у вигляді повної похідної, повну похідну необхідно замінити на приватну похідну з додатковим вказівкою на те, за якої постійної величини вона обчислюється. Наприклад, для ізохорного процесу:

Або для ізобарного процесу

Частка похідна, що входить у цей вираз, обчислюється за допомогою рівняння стану системи, записаного у вигляді . Наприклад, в окремому випадку ідеального газу

ця похідна дорівнює

Ми розглянемо два окремі випадки, що відповідають процесу підведення теплоти:

постійному обсязі;
постійному тиску у системі.

У першому випадку робота dА = 0і ми отримуємо теплоємність З Vідеального газу при постійному обсязі:

З урахуванням зробленого вище застереження, для неідеальної системи співвідношення (2.19) необхідно записати в наступному загальному вигляді

Замінивши в 2.7на , а на негайно отримуємо:

Для обчислення теплоємності ідеального газу З pпри постійному тиску ( dp = 0) ми врахуємо, що з рівняння ( 2.8) слідує вираз для елементарної роботи при нескінченно малій зміні температури

Отримуємо в результаті

Розділивши це рівняння на кількість молей речовини в системі, отримуємо аналогічне співвідношення для молярних теплоємностей при постійному обсязі та тиску, зване співвідношенням Майєра

Наведемо для довідки загальну формулу- для довільної системи - зв'язуючу ізохорну та ізобарну теплоємності:

Вирази (2.20) і (2.21) виходять з цієї формули шляхом підстановки в неї вирази внутрішньої енергіїідеального газу та використання його рівняння стану (див. вище):

Теплоємність даної маси речовини при постійному тиску більше теплоємності при постійному обсязі, так як частина підведеної енергії витрачається на виконання роботи і для такого нагрівання потрібно підвести більше теплоти. Зазначимо, що з (2.21) випливає фізичний сенсгазової постійної:

Таким чином, теплоємність виявляється залежною не тільки від роду речовини, але й умов, у яких відбувається процес зміни температури.

Як ми бачимо, ізохорна та ізобарна теплоємності ідеального газу від температури газу не залежать, для реальних речовин ці теплоємності залежать, взагалі кажучи, також і від самої температури Т.

Ізохорну та ізобарну теплоємності ідеального газу можна отримати і безпосередньо із загального визначення, якщо скористатися отриманими вище формулами ( 2.7) та (2.10 ) для кількості теплоти, що отримується ідеальним газом при зазначених процесах.

Для ізохорного процесу вираз для З Vвипливає з ( 2.7):

Для ізобарного процесу вираз для З рвипливає з (2.10 ):

Для молярних теплоємностейзвідси виходять такі висловлювання

Відношення теплоємностей дорівнює показнику адіабати:

На термодинамічному рівні не можна передбачити чисельне значення g; нам вдалося це зробити лише при розгляді мікроскопічних властивостей системи (див. вираз (1.19), а також ( 1.28) для суміші газів). З формул (1.19 ) і (2.24) випливають теоретичні передбачення для молярних теплоємностей газів та показника адіабати.

Одноатомні гази (i = 3):

Двохтомні гази (i = 5):

Багатоатомні гази (i = 6):

Експериментальні дані для різних речовиннаведено у таблиці 1.

Таблиця 1

Речовина			g

Видно що проста модель ідеальних газівзагалом непогано визначає характеристики реальних газів. Звертаємо увагу, що збіг був отриманий без урахування коливальних ступенів свободи молекул газу.

Ми навели також значення молярної теплоємності деяких металів при кімнатній температурі. Якщо уявити кристалічні ґратиметалу як упорядкований набір твердих кульок, з'єднаних пружинками з сусідніми кульками, кожна частина може тільки коливатися в трьох напрямках ( i кіль = 3), і з кожним таким ступенем свободи пов'язані кінетична k У Т/2і така сама потенційна енергія. Тому на частку кристала припадає внутрішня (коливальна) енергія k У Т.Помножуючи на число Авогадро, отримаємо внутрішню енергію одного благаючи

звідки витікає значення молярної теплоємності

(Внаслідок малого коефіцієнта теплового розширення твердих тіл для них не розрізняють з рі c v). Наведене співвідношення для молярної теплоємності твердих тіл називається законом Дюлонга та Пті,і з таблиці видно гарний збіг розрахункового значення

з експериментом

Говорячи про непогану відповідність наведених співвідношень і даних дослідів, слід зазначити, що воно спостерігається лише в певному діапазоні температур. Інакше висловлюючись, теплоємність системи залежить від температури, і формули (2.24) мають обмежену сферу застосування. Розглянемо спочатку рис. 2.10, на якому зображено експериментальну залежність теплоємності з тVгазоподібного водню від абсолютної температури Т.

Рис. 2.10. Молярна теплоємність газоподібного водню Н 2 при постійному обсязі як функція температури (експериментальні дані)

Нижче, для стислості, йдеться про відсутність у молекул тих чи інших ступенів свободи у певних температурних інтервалах. Ще раз нагадаємо, що насправді йдеться про наступне. З квантових причин, відносний внесок у внутрішню енергію газу окремих видіврухи дійсно залежить від температури і в певних температурних інтервалах може бути малий настільки, що в експерименті, який завжди виконується з кінцевою точністю, він непомітний. Результат експерименту виглядає так, начебто цих видів руху немає, немає й відповідних ступенів волі. Число і характер ступенів свободи визначаються структурою молекули та тривимірністю нашого простору – від температури вони залежати не можуть.

Вклад у внутрішню енергію від температури залежить і може бути мінімальним.

При температурах нижче 100 Ктеплоємність

що свідчить про відсутність у молекули як обертальних, і коливальних ступенів свободи. Далі зі зростанням температури теплоємність швидко зростає до класичного значення

характерного для двоатомної молекулиз жорстким зв'язком, у якому немає коливальних ступенів свободи. При температурах вище 2 000 Ктеплоємність виявляє новий стрибок до значення

Цей результат свідчить про появу ще й вагальних ступенів свободи. Але все це поки що незрозуміло. Чому молекула не може обертатися за низьких температур? І чому коливання в молекулі виникають лише за дуже високих температур? У попередньому розділі надано короткий якісний розгляд квантових причин подібної поведінки. А тепер можна лише повторити, що вся справа зводиться до специфічно квантових явищ, не зрозумілих із позицій класичної фізики. Ці явища докладно розглянуті у розділах курсу.

додаткова інформація

http://www.plib.ru/library/book/14222.html - Яворський Б.М., Детлаф А.А. Довідник з фізики, Наука, 1977 р. - стор. 236 - таблиця характеристичних температур «включення» коливальних і обертальних ступенів свободи молекул деяких конкретних газів;

Звернемося тепер до мал. 2.11, що представляє залежність молярних теплоємностей трьох хімічних елементів(кристалів) від температури. При високих температурах всі три криві прагнуть одного і того ж значення

відповідного закону Дюлонга та Пті. Свинець (Рb) та залізо (Fe) практично мають це граничне значення теплоємності вже за кімнатної температури.

Рис. 2.11. Залежність молярної теплоємності для трьох хімічних елементів - кристалів свинцю, заліза та вуглецю (алмазу) - від температури

Для алмазу (С) така температура ще не досить висока. А за низьких температур всі три криві демонструють значне відхилення від закону Дюлонга та Пті. Це ще один прояв квантових властивостей матерії. Класична фізика виявляється безсилою пояснити багато спостерігаються при низьких температурах закономірності.

додаткова інформація

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - Я. де Бур Введення в молекулярну фізику та термодинаміку, Изд. ІЛ, 1962 р. - стор. 106-107, ч. I, § 12 - внесок електронів у теплоємність металів при температурах близьких до абсолютного нуля;

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Перельман Я.І. Чи знаєте ви фізику? Бібліотечка "Квант", випуск 82, Наука, 1992р. Стор. 132, питання 137: які тіла мають найбільшу теплоємність (відповідь дивись на стор. 151);

http://ilib.mirror1.mccme.ru/djvu/bib-kvant/kvant_82.htm - Перельман Я.І. Чи знаєте ви фізику? Бібліотечка "Квант", випуск 82, Наука, 1992р. Стор. 132, питання 135: про нагрівання води в трьох станах - твердому, рідкому та пароподібному (відповідь дивись на стор. 151);

http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1478.html - фізична енциклопедія. Калориметрія. Описано методи вимірювання теплоємностей.

На сьогоднішньому уроці ми введемо таке фізичне поняття як питома теплоємність речовини. Дізнаємось, що вона залежить від хімічних властивостейречовини, а її значення, яке можна знайти в таблицях, по-різному для різних речовин. Потім з'ясуємо одиниці виміру та формулу знаходження питомої теплоємності, а також навчимося аналізувати теплові властивості речовин за значенням їхньої питомої теплоємності.

Калориметр(Від лат. calor– тепло та metor– вимірювати) – прилад для вимірювання кількості теплоти, що виділяється або поглинається у будь-якому фізичному, хімічному чи біологічному процесі. Термін «калориметр» було запропоновано А. Лавуазьє та П. Лапласом.

Складається калориметр із кришки, внутрішньої та зовнішньої склянки. Дуже важливим у конструкції калориметра є те, що між меншою та більшою судинами існує прошарок повітря, який забезпечує через низьку теплопровідність погану теплопередачу між вмістом та зовнішнім середовищем. Така конструкція дозволяє розглядати калориметр як своєрідний термос і практично позбутися впливів. зовнішнього середовищана перебіг процесів теплообміну всередині калориметра.

Призначений калориметр для більш точних, ніж зазначено в таблиці, вимірювання питомих теплоємностей та інших теплових параметрів тіл.

Зауваження.Важливо відзначити, що таке поняття як кількість теплоти, яким ми дуже часто користуємося, не можна плутати з внутрішньою енергією тіла. Кількість теплоти визначає саме зміна внутрішньої енергії, а чи не його конкретне значення.

Зазначимо, що питома теплоємність різних речовин різна, що можна побачити за таблицею (рис. 3). Наприклад, у золота питома теплоємність. Як ми вже зазначали раніше, фізичний сенс такого значення питомої теплоємності означає, що для нагрівання 1 кг золота на 1 °С йому необхідно повідомити 130 Дж теплоти (рис. 5).

Рис. 5. Питома теплоємність золота

На наступному уроці ми обговоримо обчислення кількості теплоти.

списоклітератури

Генденштейн Л.Е, Кайдалов А.Б., Кожевніков В.Б. / За ред. Орлова В.А., Ройзена І.І. Фізика 8. – М.: Мнемозіна.
Перишкін А.В. Фізика 8. - М: Дрофа, 2010.
Фадєєва А.А., Засов А.В., Кисельов Д.Ф. Фізика 8. - М: Просвітництво.