Теплоемкость это кратко простыми словами
Обновлено: 05.07.2024
Теплоемкость – свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании и выделять его при охлаждении.
Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагревания единицы количества вещества на один градус.
Формула для расчёта удельной теплоёмкости (или табл.знач.):
где — удельная теплоёмкость,
— количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),
— масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
— разность конечной и начальной температур вещества.
В зависимости от единиц измерения количества вещества различают:
· массовую теплоемкость С , Дж / (кг К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры;
· объемную теплоемкость С’, Дж / (м 3 К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры;
· мольную теплоемкость СМ , Дж / (кмоль К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры.
Между различными видами теплоемкостей существует следующая зависимость:
Различают среднюю (Сm) и истинную (С) теплоемкость:
где q1-2 – теплота, подводимая к газу в процессе нагревания от температуры t1 до температуры t2 .
Истинная теплоемкость – первая производная от количества теплоты, подводимой в процессе нагрева к телу, по его температуре.
Теплоемкость газа не постоянна. Она зависит от температуры и давления. Влияние давления на теплоемкость газов незначительное, поэтому обычно учитывают только влияние температуры.
Зависимости средней теплоемкости от температуры:
если тело нагревается от 0 до некоторой температуры t: Сm =a+bt/2;
если тело нагревается от температуры t1 до температуры t2: Сm =a+b(t1+t2),
где a, b, – коэффициенты, зависящие от природы газа, определяются экспериментально и приводятся в справочных таблицах.
Теплоемкость зависит от способа подвода теплоты к газу. Чаще всего используют 2 способа:
при V = const ( изохорный процесс ) - Cv;
при P = const ( изобарный процесс ) - Ср.
Теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме связаны между собой следующими соотношениями:
где R - газовая постоянная, Дж /( кг К);
к - показатель адиабаты , зависит от количества атомов в молекуле газа: для одноатомных газов - к = 1,66; для двухатомных газов - к = 1,4; для трех- и многоатомных - к = 1,33 .
Анализ уравнений (1) показывает, что во время нагревания газа при P=const затрачивается тепла больше, чем при V=const.
Значение теплоемкости приближенно можно рассчитать следующим образом:
Массовую Ссм и объемную С’см теплоемость газовых смесей определяют по формулам:
где Ci– массовая теплоемкость отдельного газа, Дж/(кгК);
gi– массовые доли газов, составляющих смесь;
C’i– объемная теплоемкость отдельного газа, Дж/(м 3 К);
ri– объемные доли газов, составляющих смесь.
Количество теплоты, необходимое на нагрев тела, можно определить следующим образом:
где С – удельная теплоемкость вещества.
Рассмотрим пример:
Газ (воздух) нагревается от начальной температуры t1=25 o C до t2=130 o C, масса газа m=21кг. Определить количество подведенного к воздуху тепла Q, считая удельную теплоемкость воздуха постоянной с=const=1,0301 кДж/кг·К. Выразить количество теплоты Q в килокалориях (ккал).
Решение:
Q = mС(t2-t1)=21·1,0301·(130-25)=2271 кДж·0,239=542,769ккал.
Ответ: Q = 2271 кДж=542,769ккал.
Теплоемкость.
Теплоемкость – свойство материала поглощать определенное количество тепла при нагревании и выделять его при охлаждении.
Удельная теплоемкость – количество тепла, необходимое для нагревания единицы количества вещества на один градус.
Формула для расчёта удельной теплоёмкости (или табл.знач.):
где — удельная теплоёмкость,
— количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),
— масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,
— разность конечной и начальной температур вещества.
В зависимости от единиц измерения количества вещества различают:
· массовую теплоемкость С , Дж / (кг К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры;
· объемную теплоемкость С’, Дж / (м 3 К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры;
· мольную теплоемкость СМ , Дж / (кмоль К) - это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры.
Между различными видами теплоемкостей существует следующая зависимость:
Различают среднюю (Сm) и истинную (С) теплоемкость:
где q1-2 – теплота, подводимая к газу в процессе нагревания от температуры t1 до температуры t2 .
Истинная теплоемкость – первая производная от количества теплоты, подводимой в процессе нагрева к телу, по его температуре.
Теплоемкость газа не постоянна. Она зависит от температуры и давления. Влияние давления на теплоемкость газов незначительное, поэтому обычно учитывают только влияние температуры.
Зависимости средней теплоемкости от температуры:
если тело нагревается от 0 до некоторой температуры t: Сm =a+bt/2;
если тело нагревается от температуры t1 до температуры t2: Сm =a+b(t1+t2),
где a, b, – коэффициенты, зависящие от природы газа, определяются экспериментально и приводятся в справочных таблицах.
Теплоемкость зависит от способа подвода теплоты к газу. Чаще всего используют 2 способа:
при V = const ( изохорный процесс ) - Cv;
при P = const ( изобарный процесс ) - Ср.
Теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме связаны между собой следующими соотношениями:
где R - газовая постоянная, Дж /( кг К);
к - показатель адиабаты , зависит от количества атомов в молекуле газа: для одноатомных газов - к = 1,66; для двухатомных газов - к = 1,4; для трех- и многоатомных - к = 1,33 .
Анализ уравнений (1) показывает, что во время нагревания газа при P=const затрачивается тепла больше, чем при V=const.
Значение теплоемкости приближенно можно рассчитать следующим образом:
Массовую Ссм и объемную С’см теплоемость газовых смесей определяют по формулам:
где Ci– массовая теплоемкость отдельного газа, Дж/(кгК);
gi– массовые доли газов, составляющих смесь;
C’i– объемная теплоемкость отдельного газа, Дж/(м 3 К);
ri– объемные доли газов, составляющих смесь.
Количество теплоты, необходимое на нагрев тела, можно определить следующим образом:
где С – удельная теплоемкость вещества.
Рассмотрим пример:
Газ (воздух) нагревается от начальной температуры t1=25 o C до t2=130 o C, масса газа m=21кг. Определить количество подведенного к воздуху тепла Q, считая удельную теплоемкость воздуха постоянной с=const=1,0301 кДж/кг·К. Выразить количество теплоты Q в килокалориях (ккал).
Решение:
Q = mС(t2-t1)=21·1,0301·(130-25)=2271 кДж·0,239=542,769ккал.
ТЕПЛОЁМКОСТЬ, -и, ж. Физ. Количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1° (по Цельсию) или отдаваемой при остывании на 1° (по Цельсию).
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
- Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяемая отношением бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:
Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C ) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ , полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT :
Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.
Содержание
Удельная теплоёмкость
Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.
Массовая теплоёмкость ( С ) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на килограмм на кельвин (Дж·кг −1 ·К −1 ).
Объёмная теплоёмкость ( С′ ) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин (Дж·м −3 ·К −1 ).
Молярная теплоёмкость ( Сμ ) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на моль на кельвин (Дж/(моль·К)).
Теплоёмкость для различных состояний вещества
Понятие теплоёмкости определено как для веществ в различных агрегатных состояниях (твёрдых тел, жидкостей, газов), так и для ансамблей частиц и квазичастиц (в физике металлов, например, говорят о теплоёмкости электронного газа).
Для примера, в молекулярно-кинетической теории газов показывается, что молярная теплоёмкость идеального газа с i степенями свободы при постоянном объёме (для одного моля идеального газа) равна:
А при постоянном давлении
Удельные теплоёмкости многих веществ приведены в справочниках обычно для процесса при постоянном давлении. К примеру, удельная теплоёмкость жидкой воды при нормальных условиях — 4200 Дж/(кг·К); льда — 2100 Дж/(кг·К).
Теория теплоёмкости
Существует несколько теорий теплоёмкости твердого тела:
-
и закон Джоуля — Коппа. Оба закона выведены из классических представлений и с определенной точностью справедливы лишь для нормальных температур (примерно от 15 °C до 100 °C). . Первое применение квантовых законов к описанию теплоёмкости. . Содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом.
Теплоёмкость системы невзаимодействующих частиц (например, газа) определяется числом степеней свободы частиц.
См. также
- Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
- Добавить иллюстрации.
- Физические величины по алфавиту
- Термодинамика
- Статистическая физика
- Физические величины
- Физические свойства
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое "Теплоёмкость" в других словарях:
теплоёмкость — теплоёмкость, и … Русский орфографический словарь
теплоёмкость — теплоёмкость … Словарь употребления буквы Ё
ТЕПЛОЁМКОСТЬ — количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус (1°С или 1К); точнее отношение кол ва теплоты, поглощаемой телом при бесконечно малом изменении его темп ры, к этому изменению. Т. ед. массы в ва (г, кг) наз. удельной Т., 1 моля в… … Физическая энциклопедия
ТЕПЛОЁМКОСТЬ — физ. величина, характеризующая тепловые свойства тела и равная отношению количества теплоты, полученного телом при бесконечно малом изменении его состояния в каком либо процессе, к вызванному им изменению температуры, т. е. теплоёмкость С = d Q/d … Большая политехническая энциклопедия
ТЕПЛОЁМКОСТЬ — ТЕПЛОЁМКОСТЬ, теплоёмкости, мн. нет, жен. (физ.). Количество тепла, необходимое для того, чтобы нагреть данное тело на 1°. Удельная теплоёмкость (количество тепла, необходимое для того, чтоб нагреть 1 г на 1°). Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова
теплоёмкость — и; ж. Физ. Количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус (по Цельсию) или отдаваемой при остывании на 1 градус (по Цельсию). Т. металла, пластмассы. Удельная т. (количество теплоты, потребное для нагревания 1 грамма вещества на … Энциклопедический словарь
ТЕПЛОЁМКОСТЬ — ТЕПЛОЁМКОСТЬ, и, жен. (спец.). Количество теплоты (во 2 знач.), необходимое для нагревания данного тела на 1°. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
Теплоёмкость — горных пород (a. heat capacity of rocks; н. Warmekapazitat der Gesteine; ф. capacite calorifique des roches; и. capacidad termica de rocas) свойство г. п. аккумулировать тепло. Удельной Т. С наз. кол во энергии, необходимое для повышения… … Геологическая энциклопедия
теплоёмкость — сущ., кол во синонимов: 1 • теплоемкость (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
теплоёмкость — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN heat capacitythermal capacity … Справочник технического переводчика
Теплоёмкость — количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) телом в процессе нагревания (остывания) на 1 градус температуры (например, кельвин). Более точно, теплоёмкость — физическая величина, определяемая как отношение количества теплоты δ Q , поглощаемой/выделяемой термодинамической системой при бесконечно малом изменении её температуры T , к величине этого изменения d T T> [1] [2] [3] [4] [5] :
Малое количество теплоты обозначается δ Q (а не d Q Q> ), чтобы подчеркнуть, что это не дифференциал параметра состояния (в отличие, например, от d T T> ), а функция процесса. Поэтому и теплоёмкость — это характеристика процесса перехода между двумя состояниями термодинамической системы [6] , которая зависит и от пути процесса (например, от проведения его при постоянном объёме или постоянном давлении) [7] [8] , и от способа нагревания/охлаждения (квазистатического или нестатического) [7] [9] . Неоднозначность в определении теплоёмкости [10] на практике устраняют тем, что выбирают и фиксируют путь квазистатического процесса (обычно оговаривается, что процесс происходит при постоянном давлении, равным атмосферному). При однозначном выборе процесса теплоёмкость становится параметром состояния [11] [12] и теплофизическим свойством вещества, образующего термодинамическую систему [13] .
Читайте также: