Kapasitas panas spesifik ozon. Kapasitas Panas Spesifik: Definisi, Nilai, Contoh

Air adalah salah satu zat yang paling menakjubkan. Meskipun distribusinya luas dan digunakan secara luas, ini adalah misteri alam yang nyata. Menjadi salah satu senyawa oksigen, tampaknya air memiliki karakteristik yang sangat rendah seperti pembekuan, panas penguapan, dll. Tapi ini tidak terjadi. Kapasitas panas air saja, terlepas dari segalanya, sangat tinggi.

Air mampu menyerap sejumlah besar panas, sementara itu sendiri praktis tidak memanas - ini adalah fitur fisiknya. air sekitar lima kali lebih tinggi dari kapasitas panas pasir, dan sepuluh kali lebih tinggi dari besi. Oleh karena itu, air merupakan pendingin alami. Kemampuannya untuk terakumulasi sejumlah besar energi memungkinkan Anda untuk menghaluskan fluktuasi suhu di permukaan bumi dan mengatur rezim termal di seluruh planet, dan ini terjadi terlepas dari waktu dalam setahun.

Ini properti unik air memungkinkan untuk digunakan sebagai refrigeran dalam industri dan dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu, air merupakan bahan baku yang banyak tersedia dan relatif murah.

Apa yang dimaksud dengan kapasitas panas? Seperti diketahui dari mata kuliah termodinamika, perpindahan panas selalu terjadi dari benda panas ke benda dingin. Di mana kita sedang berbicara tentang transisi sejumlah panas tertentu, dan suhu kedua benda, sebagai karakteristik keadaan mereka, menunjukkan arah pertukaran ini. Dalam proses benda logam dengan air dengan massa yang sama pada suhu awal yang sama, logam mengubah suhunya beberapa kali lebih banyak daripada air.

Jika kita mengambil sebagai postulat pernyataan utama termodinamika - dari dua benda (terisolasi dari yang lain), selama pertukaran panas, satu melepaskan dan yang lain menerima jumlah panas yang sama, maka menjadi jelas bahwa logam dan air memiliki panas yang sama sekali berbeda. kapasitas.

Dengan demikian, kapasitas panas air (serta zat apa pun) adalah indikator yang mencirikan kemampuan zat tertentu untuk memberi (atau menerima) beberapa selama pendinginan (pemanasan) per satuan suhu.

Kapasitas kalor jenis suatu zat adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan satu unit zat ini (1 kilogram) sebesar 1 derajat.

Jumlah panas yang dilepaskan atau diserap oleh suatu benda sama dengan produk dari kapasitas panas spesifik, massa dan perbedaan suhu. Itu diukur dalam kalori. Satu kalori persis jumlah panas yang cukup untuk memanaskan 1 g air sebesar 1 derajat. Sebagai perbandingan: kapasitas kalor jenis udara adalah 0,24 kal/g °C, aluminium 0,22, besi 0,11, dan merkuri 0,03.

Kapasitas panas air tidak konstan. Dengan peningkatan suhu dari 0 hingga 40 derajat, itu sedikit menurun (dari 1,0074 menjadi 0,9980), sedangkan untuk semua zat lain, karakteristik ini meningkat selama pemanasan. Selain itu, dapat menurun dengan meningkatnya tekanan (di kedalaman).

Seperti yang Anda ketahui, air memiliki tiga keadaan agregasi - cair, padat (es) dan gas (uap). Pada saat yang sama, kapasitas panas spesifik es kira-kira 2 kali lebih rendah daripada air. Ini adalah perbedaan utama antara air dan zat lain, yang kapasitas panas spesifiknya dalam keadaan padat dan cair tidak berubah. Apa rahasianya di sini?

Faktanya adalah es memiliki struktur kristal, yang tidak langsung runtuh saat dipanaskan. Air mengandung partikel kecil es, yang terdiri dari beberapa molekul dan disebut rekanan. Ketika air dipanaskan, sebagian dihabiskan untuk penghancuran ikatan hidrogen dalam formasi ini. Ini menjelaskan kapasitas panas air yang luar biasa tinggi. Ikatan antara molekul-molekulnya benar-benar hancur hanya ketika air berubah menjadi uap.

Kapasitas panas spesifik pada suhu 100 ° C hampir tidak berbeda dari es pada 0 ° C. Ini sekali lagi menegaskan kebenaran penjelasan ini. Kapasitas panas uap, seperti kapasitas panas es, sekarang jauh lebih dipahami daripada air, di mana para ilmuwan belum mencapai konsensus.

Banyaknya energi yang diperlukan untuk memberikan 1 g suatu zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1°C. Menurut definisi, dibutuhkan 4,18 J untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1°C. kamus ensiklopedis.… … kamus ekologi

panas spesifik- - [AS Goldberg. Kamus Energi Bahasa Inggris Rusia. 2006] Topik energi secara umum EN spesifik heatSH …

PANAS KHUSUS- fisik kuantitas yang diukur dengan jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan 1 kg zat sebesar 1 K (lihat). Satuan kapasitas panas spesifik dalam SI (lihat) per kilogram kelvin (J kg K)) ... Ensiklopedia Politeknik Hebat

panas spesifik- savitoji iluminė talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kapasitas panas per satuan massa; kapasitas panas massa; kapasitas panas spesifik vok. Eigenwarme, f; spesifikasi Wärme, f; spezifische Wärmekapazität, rus. kapasitas panas massa, f;… … Fizikos terminų odynas

Lihat kapasitas panas... Ensiklopedia Besar Soviet

panas spesifik - panas spesifik … Kamus sinonim kimia I

kapasitas panas spesifik gas- — Topik industri minyak dan gas EN panas spesifik gas … Buku Pegangan Penerjemah Teknis

kapasitas panas spesifik minyak- — Topik industri minyak dan gas EN minyak panas spesifik … Buku Pegangan Penerjemah Teknis

kapasitas panas spesifik pada tekanan konstan- - [AS Goldberg. Kamus Energi Bahasa Inggris Rusia. 2006] Topik energi secara umum EN kalor jenis pada tekanan konstancptekanan konstan kalor jenis … Buku Pegangan Penerjemah Teknis

kapasitas panas spesifik pada volume konstan- - [AS Goldberg. Kamus Energi Bahasa Inggris Rusia. 2006] Topik energi secara umum EN kalor jenis pada volume konstan volume konstan kalor jenis Cv … Buku Pegangan Penerjemah Teknis

Buku

• Fondasi fisik dan geologis untuk mempelajari pergerakan air di cakrawala yang dalam, Trushkin V.V. Secara umum, buku ini dikhususkan untuk hukum autoregulasi suhu air dengan tubuh inang, ditemukan oleh penulis pada tahun 1991. Di awal buku, tinjauan keadaan pengetahuan tentang masalah pergerakan kedalaman ...

Panas spesifik

Kapasitas panas suatu benda ditunjukkan dengan huruf kapital huruf latin DENGAN.

Apa yang menentukan kapasitas panas suatu benda? Pertama-tama, dari massanya. Jelas bahwa pemanasan, misalnya, 1 kilogram air akan membutuhkan lebih banyak panas daripada pemanasan 200 gram.

Bagaimana dengan jenis zatnya? Mari kita lakukan percobaan. Mari kita ambil dua bejana yang identik dan, menuangkan air seberat 400 g ke salah satunya, dan minyak sayur seberat 400 g ke yang lain, kita akan mulai memanaskannya dengan bantuan pembakar yang identik. Dengan mengamati pembacaan termometer, kita akan melihat bahwa minyak memanas lebih cepat. Untuk memanaskan air dan minyak pada suhu yang sama, air harus dipanaskan lebih lama. Tetapi semakin lama kita memanaskan air, semakin banyak panas yang diterima dari kompor.

Jadi, untuk memanaskan massa yang sama dari zat yang berbeda ke suhu yang sama, dibutuhkan jumlah yang berbeda kehangatan. Jumlah panas yang diperlukan untuk memanaskan suatu benda dan, akibatnya, kapasitas panasnya bergantung pada jenis zat penyusun benda tersebut.

Jadi, misalnya, untuk menaikkan suhu air bermassa 1 kg sebesar 1 °C, diperlukan sejumlah kalor yang sama dengan 4200 J, dan untuk memanaskan massa yang sama sebesar 1 °C minyak bunga matahari sejumlah panas sama dengan 1700 J diperlukan.

Besaran fisika yang menunjukkan banyaknya kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg suatu zat sebesar 1°C disebut panas spesifik zat ini.

Setiap zat memiliki kapasitas panas spesifiknya sendiri, yang dilambangkan dengan huruf Latin c dan diukur dalam joule per kilogram derajat (J / (kg K)).

Kapasitas panas spesifik zat yang sama dalam keadaan agregat yang berbeda (padat, cair dan gas) berbeda. Misalnya, kapasitas panas spesifik air adalah 4200 J/(kg K) , dan kapasitas panas spesifik es J/(kg K) ; aluminium dalam keadaan padat memiliki kapasitas panas spesifik 920 J / (kg K), dan dalam cairan - J / (kg K).

Perhatikan bahwa air memiliki kapasitas panas spesifik yang sangat tinggi. Oleh karena itu, air di laut dan samudera, yang memanas di musim panas, menyerap banyak panas dari udara. Karena itu, di tempat-tempat yang terletak di dekat perairan besar, musim panas tidak sepanas di tempat-tempat yang jauh dari air.

Kapasitas panas spesifik padatan

Tabel menunjukkan nilai rata-rata kapasitas panas spesifik zat dalam kisaran suhu dari 0 hingga 10 ° C (jika tidak ada suhu lain yang ditunjukkan)

Kapasitas panas spesifik cairan

Kapasitas panas spesifik logam dan paduan

Kapasitas panas spesifik dari logam cair dan paduan cair

Kapasitas panas spesifik gas dan uap

di bawah normal tekanan atmosfir

Setiap anak sekolah menemukan dalam pelajaran fisika dengan konsep seperti "kapasitas panas spesifik". Dalam kebanyakan kasus, orang melupakan definisi sekolah, dan seringkali tidak mengerti arti istilah ini sama sekali. Di universitas teknik, sebagian besar siswa cepat atau lambat akan menghadapi panas spesifik. Mungkin, sebagai bagian dari studi fisika, atau mungkin seseorang akan memiliki disiplin seperti "rekayasa panas" atau "termodinamika teknis". Dalam hal ini, Anda harus ingat kurikulum sekolah. Nah, di bawah ini adalah pengertian, contoh, arti dari beberapa zat.

Definisi

Kapasitas panas spesifik adalah besaran fisika yang mencirikan berapa banyak panas yang harus diberikan ke satu satuan zat atau dikeluarkan dari satu satuan zat agar suhunya berubah satu derajat. Penting untuk membatalkan bahwa tidak masalah, derajat Celcius, Kelvin dan Fahrenheit, yang utama adalah perubahan suhu per unit.

Kapasitas panas spesifik memiliki satuan pengukurannya sendiri - dalam sistem satuan internasional (SI) - Joule dibagi dengan produk kilogram dan derajat Kelvin, J / (kg K); unit di luar sistem adalah rasio kalori dengan produk dari satu kilogram dan derajat Celcius, kal/(kg °C). Nilai ini paling sering dilambangkan dengan huruf c atau C, terkadang indeks digunakan. Misalnya, jika tekanannya konstan, maka indeksnya adalah p, dan jika volumenya konstan, maka v.

Variasi Definisi

Beberapa rumusan definisi besaran fisis yang dibahas dimungkinkan. Selain di atas, definisi dianggap dapat diterima, yang menyatakan bahwa kapasitas panas spesifik adalah rasio nilai kapasitas panas suatu zat terhadap massanya. Dalam hal ini, perlu dipahami dengan jelas apa itu "kapasitas panas". Jadi, kapasitas kalor disebut besaran fisis yang menunjukkan berapa banyak kalor yang harus dibawa ke tubuh (zat) atau dikeluarkan untuk mengubah nilai suhunya satu per satu. Kapasitas panas spesifik dari massa zat yang lebih besar dari satu kilogram ditentukan dengan cara yang sama seperti untuk nilai tunggal.

Beberapa contoh dan makna untuk berbagai zat

Secara eksperimental telah ditemukan bahwa nilai ini berbeda untuk zat yang berbeda. Misalnya, kapasitas kalor jenis air adalah 4,187 kJ/(kg K). Nilai terbesar dari besaran fisika hidrogen ini adalah 14.300 kJ/(kg K), yang terkecil untuk emas adalah 0,129 kJ/(kg K). Jika Anda membutuhkan nilai untuk zat tertentu, maka Anda perlu mengambil buku referensi dan menemukan tabel yang sesuai, dan di dalamnya - nilai yang Anda minati. Namun teknologi modern memungkinkan Anda untuk mempercepat proses pencarian di waktu - cukup pada ponsel apa pun yang memiliki opsi untuk memasuki World Wide Web, ketik pertanyaan yang menarik di bilah pencarian, mulai pencarian dan cari jawaban berdasarkan hasil . Dalam kebanyakan kasus, Anda perlu mengklik tautan pertama. Namun, terkadang Anda tidak perlu pergi ke tempat lain sama sekali - in Deskripsi Singkat informasi menunjukkan jawaban atas pertanyaan tersebut.

Zat yang paling umum yang mereka cari untuk kapasitas panas, termasuk panas spesifik, adalah:

• udara (kering) - 1,005 kJ / (kg K),
• aluminium - 0,930 kJ / (kg K),
• tembaga - 0,385 kJ / (kg K),
• etanol - 2,460 kJ / (kg K),
• besi - 0,444 kJ / (kg K),
• merkuri - 0,139 kJ / (kg K),
• oksigen - 0,920 kJ / (kg K),
• kayu - 1.700 kJ/(kg K),
• pasir - 0,835 kJ/(kg K).

Panas spesifik adalah energi yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram zat murni sebesar 1°. Parameternya tergantung pada komposisi kimia dan keadaan agregasi: gas, cair atau padat. Setelah penemuannya, babak baru pengembangan termodinamika dimulai, ilmu tentang proses transisi energi yang berhubungan dengan panas dan fungsi sistem.

Biasanya, kapasitas panas spesifik dan dasar-dasar termodinamika digunakan dalam pembuatan radiator dan sistem yang dirancang untuk mendinginkan kendaraan, serta dalam bidang kimia, teknik nuklir, dan aerodinamika. Jika Anda ingin tahu bagaimana kapasitas panas spesifik dihitung, lihat artikel yang diusulkan.

Sebelum melanjutkan dengan perhitungan parameter langsung, Anda harus membiasakan diri dengan rumus dan komponennya.

Rumus untuk menghitung kapasitas panas spesifik adalah tampilan berikutnya:

• = Q/(m*∆T)

Pengetahuan tentang besaran dan sebutan simbolisnya yang digunakan dalam perhitungan sangatlah penting. Namun, perlu tidak hanya mengetahui penampilan visual mereka, tetapi juga memahami dengan jelas arti masing-masing. Perhitungan kapasitas panas spesifik suatu zat diwakili oleh komponen-komponen berikut:

T adalah simbol yang menunjukkan perubahan suhu suatu zat secara bertahap. Simbol "Δ" diucapkan seperti delta.

T = t2–t1, di mana

• t1 adalah suhu primer;
• t2 adalah suhu akhir setelah perubahan.

m adalah massa zat yang digunakan untuk pemanasan (g).

Q - jumlah panas (J / J)

Berdasarkan CR, persamaan lain dapat diturunkan:

• Q \u003d m * cp * T - jumlah panas;
• m = Q/cr * (t2 - t1) - massa zat;
• t1 = t2–(Q/цp*m) – suhu primer;
• t2 = t1+(Q/цp*m) – suhu akhir.

Petunjuk untuk menghitung parameter

1. Ambil rumus perhitungan: Kapasitas panas \u003d Q / (m * T)
2. Tuliskan data aslinya.
3. Masukkan mereka ke dalam rumus.
4. Lakukan perhitungan dan dapatkan hasilnya.

Sebagai contoh, mari kita hitung zat yang tidak diketahui dengan berat 480 gram dan memiliki suhu 15ºC, yang, sebagai hasil dari pemanasan (menyediakan 35 ribu J), meningkat menjadi 250º.

Menurut instruksi yang diberikan di atas, kami melakukan tindakan berikut:

Kami menulis data awal:

• Q = 35 ribu J;
• m = 480 gram;
• T = t2–t1 = 250–15 = 235 C.

Kami mengambil rumus, mengganti nilainya dan menyelesaikan:

=Q/(m*∆T)=35 ribu J/(480 g*235º)=35 ribu J/(112800 g*º)=0,31 J/g*º.

Perhitungan

Mari kita lakukan perhitungan C P air dan timah di bawah kondisi berikut:

• m = 500 gram;
• t1 =24ºC dan t2 = 80ºC - untuk air;
• t1 =20ºC dan t2 =180ºC - untuk timah;
• Q = 28 ribu J.

Pertama, kita tentukan T untuk air dan timah, masing-masing:

• Tv = t2–t1 = 80–24 = 56ºC
• о = t2–t1 = 180–20 =160ºC

Kemudian kami menemukan kapasitas panas spesifik:

1. c \u003d Q / (m * Tv) \u003d 28 ribu J / (500 g * 56ºC) \u003d 28 ribu J / (28 ribu g * ºC) \u003d 1 J / g * C.
2. =Q/(m*ΔТо)=28 ribu J/(500 g*160ºC)=28 ribu J/(80 ribu g*ºC)=0,35 J/g*ºC.

Jadi, kapasitas kalor jenis air adalah 1 J/g*ºC, dan timah adalah 0,35 J/g*ºC. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa dengan nilai yang sama dari panas input 28 ribu J, timah akan memanas lebih cepat daripada air, karena kapasitas panasnya lebih kecil.

Kapasitas panas tidak terbatas pada gas, cairan dan benda padat tetapi juga makanan.

Cara menghitung kapasitas panas makanan

Saat menghitung kapasitas daya persamaan akan mengambil bentuk berikut:

c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a), di mana:

• w adalah jumlah air dalam produk;
• p adalah jumlah protein dalam produk;
• f adalah persentase lemak;
• c adalah persentase karbohidrat;
• a adalah persentase komponen anorganik.

Tentukan kapasitas panas dari mentega cair keju biola . Untuk ini kami menulis nilai yang diinginkan dari komposisi produk (berat 140 gram):

• air - 35 gram;
• protein - 12,9 g;
• lemak - 25,8 g;
• karbohidrat - 6,96 g;
• komponen anorganik - 21 g.

Kemudian kita temukan dengan:

• c=(4.180*w)+(1.711*p)+(1.928*f)+(1.547*c)+(0.908*a)=(4.180*35)+(1.711*12.9)+(1.928*25 ,8 ) + (1.547*6.96)+(0.908*21)=146,3+22.1+49.7+10.8+19.1=248 kJ/kg*ºC.

Selalu ingat bahwa:

• proses pemanasan logam lebih cepat daripada air, karena memiliki C P 2,5 kali lebih sedikit;
• jika memungkinkan, ubah hasil yang diperoleh ke urutan yang lebih tinggi, jika kondisinya memungkinkan;
• untuk memeriksa hasilnya, Anda dapat menggunakan Internet dan mencari zat yang dihitung;
• di bawah kondisi eksperimental yang sama, perubahan suhu yang lebih signifikan akan diamati pada bahan dengan panas spesifik rendah.